С 1927 по 1931 гг. Люльев получает образование в Киевском механическом заводе. Затем он становится конструктором Украинского научно-исследовательского института машиностроения. Далее два года работает сменным инженером и начальником бюро рационализации Мотовилихинского завода в Перми.
В 1934 г. его завод переводят в подмосковные Подлипки. Позднее Люльев возглавлял бюро автоматических прицелов для зенитных орудий. После начала Великой Отечественной войны завод был эвакуирован на Урал. В то время Люльев становится заместителем главного конструктора. Перед ним стояла задач создать пушку, превосходящую аналоги, имевшиеся на вооружении у противника. Так в 1943 -1944 гг. была создана пушка с КС-12, то есть «Калининская-Свердловская».
Позже, под руководством Люльева была модернизирована 85-мм зенитная пушка КС-1 и созданы 100-мм зенитная пушка КС-19, 100-мм береговая пушка КСМ-6Г 85-мм зенитная пушка КС-18 152-мм зенитная пушка КМ-52, 130-мм зенитная пушка КС-30 85-мм зенитная пушка КС-6В. Все это произошло уже после окончания Великой Отечественной войны.
С 1957 г. Люльев возглавил разработку ракет и пусковых установок для них. Среди них – 19 ракетных систем для различных родов войск войск: зенитные ракеты 3М8 для комплекса «Круг», 9М83 и 9М82 для системы С-З00В, 9М38 для комплексов «Бук» и «Штиль», противоракета для комплекса противоракетной обороны А-135, управляемые противолодочные ракеты и другие.
Позже Люльев становится главной свердловского ОКБ «Новатор». Его первой работой становится ракета ЗУР 3М8 для зенитно-ракетного комплекса «Круг». Данная ракета выдержала три модернизации и более 20 лет выпускалась. В этом же ОКБ было разработано шесть классов ракет для ПВО, ВМФ, Сухопутных войск и ВВС.
В настоящее время в Екатеринбурге в честь знаменитого конструктора имеется сквер на Уралмаше, на пересечении улицы Победы и проспекта Космонавтов. Там установлен макет ракеты для ЗРК «Круг» с памятной надписью в честь Л. В. Люльева. В Екатеринбурге также имеется мемориальная доска в честь Люльева.
