Один из активных участников Октября, видный дипломат ленинской школы, Л. М. Карахан родился в Кутаисской губернии, в семье мещанина.
Пятнадцатилетним гимназистом он примкнул к социал- демократическому рабочему движению.
Революционную деятельность Л. М. Карахан начинал в партийных организациях Дальнего Востока. В 1910 году он приехал в Петербург. Будучи студентом юридического факультета столичного университета, Лев Михайлович принимал участие в профессиональном движении, в частности стал одним из организаторов выставки профессиональной гигиены. Выставка имела социальную направленность и произвела тогда большое впечатление в прогрессивных кругах столицы.
В 1913 году Л. М. Карахан вошел в образовавшуюся в Петербурге межрайонную организацию. До дня своего ареста был членом межрайонного комитета, по поручению которого работал пропагандистом и агитатором на ряде заводов и фабрик столицы. Л. М. Карахан был автором ряда революционных прокламаций и листовок.
С начала империалистической войны Лев Михайлович занял интернационалистскую ленинскую позицию, боролся за полный организационный и политический разрыв с буржуазными элементами, активно отстаивал ленинский лозунг превращения империалистической войны в гражданскую; боролся за создание III Интернационала. В 1915 году он принимал деятельное участие в организации знаменитой типографии в Чубаровом переулке. Осенью 1915 года Лев Михайлович был арестован и выслан в город Томск. Там он проводил подпольную работу по заданиям Иркутской организации, сотрудничал в социал-демократической прессе Забайкалья. Для установления нелегальных связей неоднократно приезжал в Петроград.
После Февральской революции Л. М. Карахан возвратился в столицу. Вскоре он был избран членом районной думы и Петроградского Совета. Работая в комитете «межрайонцев», вел активную кампанию за слияние с Петроградским комитетом большевиков. После июльских событий полностью перешел на большевистскую платформу. Наряду с другими «межрайонцами», по их просьбе, на VI съезде был принят в ряды РСДРП(б).
В августе – сентябре, будучи членом и секретарем президиума Исполкома Петроградского Совета, Л. М. Карахан вел большую работу по разоблачению соглашательской политики меньшевиков и эсеров и превращению Петросовета в боевой орган революционного питерского пролетариата. В период Октябрьского вооруженного восстания состоял членом Петроградского Военно-революционного комитета.
Во время мирных переговоров в Брест-Литовске Л. М. Карахан являлся секретарем и членом советской мирной делегации. Он настойчиво добивался реализации ленинских указаний об условиях заключения Брестского мира.
В 1918 году Л. М. Карахан был назначен членом коллегии Народного комиссариата по иностранным делам. С 1923 года в течение ряда лет был послом СССР в Китае, с 1925 года – старшиной дипломатического корпуса в Пекине. В дальнейшем занимал ряд других дипломатических постов. Был заместителем народного комиссара по иностранным делам.