Лев Степанович родился 11 января 1937 года в городе Ростове-на-Дону в семье служащих. В 1959 году окончил Московский ордена Ленина химико-технологический институт им. Д.И. Менделеева по специальности «технология высокомолекулярных соединений».
В 1959 году по распределению Лев Степанович был направлен в Новосибирский институт органической химии СОАН СССР, где и началась его научная деятельность. Здесь Лев Степанович прошёл путь от старшего лаборанта до заведующего лабораторией, здесь он сформировался как учёный. В 1965 году Л.С. Сандахчиев блестяще защитил кандидатскую диссертацию, а в 1975 – докторскую.
В 1981 году Льву Степановичу присвоено учёное звание профессора и в этом же году он был избран членом-корреспондентом Отделения биохимии, биофизики и химии физиологически активных соединений АН СССР. С 1992 года Л.С. Сандахчиев – академик Российской академии наук.
Вся жизнь Льва Степановича, начиная с 1974 года, связана с «Вектором», основателем которого он является.
В 1974 году Лев Степанович приступил к работе во вновь организованном Всесоюзном научно-исследовательском институте молекулярной биологии Главмикробиопрома при СМ СССР. В 1979 года он стал директором этого института, а с 1986 года – генеральным директором Научно-производственного объединения «Вектор», созданного на базе ВНИИ молекулярной биологии. В 1994 году Научно-производственному объединению «Вектор» присвоен статус государственного научного центра Российской Федерации. И на протяжении 11 лет Лев Степанович возглавлял созданный им уникальный научный центр.
Он выдвинул «Вектор» в число ведущих научных учреждений России и мира, воспитал множество учеников, заложил основы новых научных подходов в вирусологии и биотехнологии.
Имя Льва Степановича Сандахчиева широко известно научной общественности, как в России, так и за рубежом. Международное признание получили выполненные под руководством Л.С. Сандахчиева работы, посвященные структурно-функциональному изучению геномов широкого спектра вирусов, патогенных для человека, разработанные методы молекулярной биологии и генетической инженерии, позволяющие создавать лечебно-профилактические и диагностические препараты нового поколения. По инициативе Льва Степановича и под его руководством проводились исследования структурно-функциональной организации вируса натуральной оспы. С 1997 по 2005 год Л.С. Сандахчиев являлся руководителем Сотрудничающего Центра ВОЗ по диагностике ортопоксвирусов и музея штаммов и ДНК вируса натуральной оспы, который был создан на базе ГНЦ ВБ «Вектор».
Л.С. Сандахчиевым организовано первое в России производство рекомбинантного интерферона, вакцины против вирусного гепатита А и наборов для диагностики ВИЧ-инфекции.
В сложных экономических условиях, переживаемых Россией в начале 90-х годов, Л.С. Сандахчиев сумел обеспечить внедрение научных разработок в производство Центра, создать новые производственные мощности под выпуск иммунобиологических препаратов, сохранив при этом фундаментальные исследования и высококвалифицированный научный потенциал ГНЦ ВБ «Вектор».
Л.С. Сандахчиев является автором более 300 научных работ, опубликованных в отечественных и зарубежных изданиях. В 1981 году он был удостоен ордена Трудового Красного Знамени, в 1985 году – ордена Ленина и Государственной премии СССР за разработку уникальных методов анализа высокомолекулярных соединений. В 1999 году – медали «За укрепление боевого содружества». В 2000 году – Премией Правительства Российской Федерации в области науки и техники за цикл работ по разработке технологии получения субстанции интерферона альфа-2 человеческого рекомбинантного, готовых лекарственных средств на его основе и внедрение их в медицинскую практику.
Заслуженный авторитет Л.С. Сандахчиева в научном мире способствовал тому, что он являлся членом Совета по присуждению премий Правительства РФ в области науки и техники, членом Научного совета по Государственной научно-технической программе «Новейшие методы биоинженерии», членом Межведомственного совета по приоритетному направлению «Науки о жизни и биотехнологии», членом Координационного совета по приоритетному направлению «Технология живых систем» федеральной целевой научно-технической программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям науки и техники гражданского назначения», членом Научного совета подпрограммы «Геном человека», членом Межведомственной комиссии по генно-инженерной деятельности, членом Бюро Научного совета РАН по молекулярной биологии, членом Межведомственного научного Совета по конвенционным проблемам химического и биологического оружия при президиуме Российской академии наук и Российском агентстве по боеприпасам, членом Новосибирского областного научного совета, членом редколлегий журналов «Вопросы вирусологии» и «Молекулярная генетика, микробиология и вирусология», «Молекулярная биология».
Лев Степанович был человеком неравнодушным к людям любого ранга. Он щедро делился своими научными идеями с коллегами и учениками. Его кипучая энергия приводила в действие огромный коллектив людей, заражая их жаждой жизни, жаждой деятельности. С именем Льва Сандахчиева связана вся история развития «Вектора» и рабочего поселка Кольцово.
Совет депутатов Кольцово своим решением от 28 мая 2008 года увековечил память основателя и многолетнего руководителя Государственного научного центра вирусологии и биотехнологии «Вектор» Льва Степановича Сандахчиева, присвоив центральной улице Кольцово название «проспект академика Сандахчиева», на котором в 2014 году установлен его памятник.
