Chez les juniors (17/18 ans), Lev Gonov intègre l'équipe nationale russe sur piste et sur route. Il remporte ses premiers succès internationaux avecIvan Smirnov etGleb Syritsa, principalement sur piste. En 2017, il devient champion du monde et d'Europe depoursuite par équipes juniors. En 2018, il remporte le titre mondial sur la poursuite individuelle. Lorsqu'il passe chez les espoirs (moins de 23 ans), il rejoint l'équipeLokosphinx. En 2019, il remporte la médaille d'or en poursuite par équipes auxJeux européens et auxchampionnats d'Europe espoirs. En octobre 2020, lors deschampionnats d'Europe espoirs, il décroche deux titres en poursuite par équipes et encourse à l'américaine. Un mois plus tard, chez les élites, il devientchampion d'Europe de poursuite par équipes. En 2021, il remporte à domicile l'américaine et la poursuite par équipes lors de la manche deCoupe des nations à Saint-Pétersbourg. Sur route, il gagne une étape duTour de Fuzhou en 2019 sous le maillot de l'équipe nationale.
Avec l'invasion de l'Ukraine par la Russie et le retrait de la licence deLokosphinx début 2022, il rejoint avec plusieurs coéquipiers une équipe amateur enregistrée en Espagne. Il remporte à plusieurs reprises des courses du calendrier national en Espagne, en Italie et auxCinq anneaux de Moscou en 2023 et 2024. Ses succès attirent l'attention et il devient stagiaire dans l'équipeAstana Qazaqstan Development en août 2024[1]. AuTour de Szeklerland, il remporte le prologue et défend la tête du classement général jusqu'à la fin du tour[2].