Лев Горлицкий родился в 1904 году в селе Степанцы, недалеко от города Канева (Украина). Вот что дальше говорил сам Горлицкий: «В нашей семье было шестеро детей, отец работал механиком на сахарном заводе. С семи лет я учился сперва в начальной школе, потом в прогимназии города Богуслава. А потом началась война, революция, погромы, гражданская война. Пришли деникинцы, отец лежал в тифозной горячке, они застрелили его и ушли. Тогда мой старший брат Григорий ушел в Красную армию и вскоре погиб в перестрелке с петлюровцами. Сестра нашла работу в Киеве, потом и мама устроилась там уборщицей, а вскоре и все мы перебрались в Киев; это было в 1920 году. Я стал работать слесарем-сборщиком и учился в вечерней школе, а в 1927 году поступил в Киевский политехнический институт на мехфак. С третьего курса группу студентов перевели в Ленинградский военно-механический институт. Так я стал ленинградцем.»
В 1932 Горлицкий окончил «Военмех» (первый выпуск инженеров) и был направлен в КБ-3 (артиллерийское) на Ленинградский завод им. С.М. Кирова (ЛКЗ, тогда еще «Красный Путиловец»). «Дипломная работа у меня была "Модернизация горной пушки". Я фактически сконструировал новую пушку. И на международных испытаниях в 1938 году она оказалась лучшей по всем показателям. Очень довольный Сталин подошел ко мне, обнял за плечи и сказал: "Самый маладой, а всех заграничных обскакал, маладэц!" Пушка эта пошла в производство и хорошо повоевала в свое время.» В 1938 Горлицкий назначается главным конструктором завода №7 имени М.В. Фрунзе в Ленинграде (ныне завод «Арсенал»).
В 1939 Горлицкому объявили, что его горная пушка на войне в Испании отказывает при стрельбе. Так Лев Израилевич оказался «вредителем». В тюремной камере (с которой Горлицкий впервые познакомился во времена «ленинградского дела») он мысленно снова и снова разбирал пушку, проверял расчеты, искал ошибку и пришел к убеждению: орудие безупречно, да это подтвердили и полевые испытания. Значит, кто-то портит пушки уже на пути в Испанию. Вскоре действительно выяснилось — это делал карельский юноша, мстил за смерть отца — секретаря райкома из Петрозаводска, ставшего жертвой безудержных репрессий тех лет. В конце 1940 Горлицкого освобождают и он неожиданно для себя получает назначение на должность главного конструктора ЛКЗ по артиллерийскому производству — начальника артиллерийского КБ.
В октябре 1941 в составе артиллерийского КБ эвакуируется в Свердловск (Екатеринбург) на Уральский завод тяжелого машиностроения (УЗТМ или «Уралмашзавод»), где назначается заместителем главного конструктора артиллерийского вооружения Ф.Ф. Петрова. После выделения артиллерийского производства в самостоятельный завод №9 НКВ и образования ОКБ-9 под руководством Петрова, Л.И. Горлицкий остаётся на Уралмашзаводе начальником Специального конструкторского бюро (СКБ), организованного в соответствии с решением Государственного комитета обороны (ГКО) от 20 октября 1942 года, и возглавляет работу по созданию самоходных артиллерийских установок. Уже через месяц, 20 ноября 1942 года новая боевая машина под названием САУ-122 была принята на вооружение.
С лета 1943 Горлицкий — главный конструктор Уралмашзавода по самоходной артиллерии. В это время его конструкторская группа разрабатывает знаменитую САУ-85, применявшуюся для огневой поддержки танков. Следующим детищем конструкторов Уралмашзавода стала не менее прославленная САУ-100. Все эти машины были созданы на базе среднего танка Т-34. В качестве шасси для САУ использовались и тяжелые танки выдающегося танкостроителя Ж.Я. Котина: на базе КВ-1С была создана СУ-152, а на базе танка ИС — легендарные «зверобои» ИСУ-152 и ИСУ-122.
После войны в ОКБ-3 (бывшее СКБ) под руководством Л.И. Горлицкого было создано очень удачное оригинальное «нетанковое» шасси с передним расположением МТО. В нем все базовые узлы — трансмиссия, ходовая часть, моторные системы — были собственной конструкции. На базе этого шасси в ОКБ-3 были созданы самоходные пушки САУ-100П («Объект 105») и СУ-152П («Объект 116»), самоходная гаубица СУ-152Г («Объект 108»). Ни одна из артсистем в серию не пошла, хотя они не только выдержали госиспытания, но и были рекомендованы для принятия на вооружение. Тем не менее, работа над «нетанковым» шасси не пропала даром — новую жизнь ему подарил уже преемник Горлицкого на посту главного конструктора ОКБ-3 — Г.С. Ефимов.
В 1953 Лев Израилевич вернулся в Ленинград, где до ухода на пенсию в 1976 работал ведущим конструктором на ЛКЗ. Всего Горлицким сконструировано 23 боевых единицы, одиннадцать из них пошло в серийное производство.
Инженер-полковник (1945). Дважды удостоен звания лауреата Сталинской премии I степени (1946) и II степени (1943) за разработку самоходных установок СУ-122, СУ-85 и СУ-100. Награждён: двумя орденами Отечественной войны I степени, Кутузова II степени, двумя орденами Красной Звезды, орденом «Знак Почёта» и медалями.
Выдающийся конструктор артиллерийских систем Лев Израилевич Горлицкий ушел из жизни 2 ноября 2003 года в возрасте 97 лет.