Работал в 1951—1955 во Всероссийском научно-исследовательском институте экспериментальной физики (Арзамас-16), затем с 1955 по 1978 — во Всероссийском научно-исследовательском институте технической физики (Челябинск-70). Занимался теоретическими и практическими проблемами разработки ядерного и термоядерного оружия.
С 1988 — заведующий отделом лазерного термоядерного синтеза Отделения квантовой радиофизики Физического института им. П. Н. Лебедева. Исследовал различные варианты и безопасность ядерных и термоядерных реакторов.
С 1977 активно выступал за сокращение ядерного оружия вплоть до полной его ликвидации. Был членом правления Российского комитета Пагуошского движения учёных.
Умер 14 февраля2002 в Москве. Похоронен на Троекуровском кладбище.
Награды и почётные звания
Герой Социалистического Труда (1966), лауреат Ленинской (1958) и Государственной (1978) премий. Награждён двумя орденами Ленина, двумя орденами Трудового Красного Знамени, орденом Октябрьской Революции и орденом «За заслуги перед Отечеством» IV степени (1998).[3] Член-корреспондент АН СССР (1966), действительный член РАН (2000), член ряда иностранных академий. Почётный гражданин города Снежинск (бывший Челябинск-70).
Память
В Снежинске есть улица Льва Феоктистова. На доме, в котором он жил, установлена мемориальная доска.
Л. Феоктистов. Оружие, которое себя исчерпало. — Москва, 1999.
А. Бриш, И. Иванов, А. Феоктистова. Лев и Атом. Академик Л. П. Феоктистов: автопортрет на фоне воспоминаний. — Москва: Воскресенье, 2003. — (Творцы ядерного века). — ISBN 5885283060.
Храмов Ю. А. Феоктистов Лев Петрович // Физики : Биографический справочник / Под ред. А. И. Ахиезера. — Изд. 2-е, испр. и доп. — М. : Наука, 1983. — С. 275. — 400 с. — 200 000 экз.
Феоктистов Л. П. // Избранные труды / Под ред. Е. Н. Аврорина — Снежинск: изд-во РФЯЦ — ВНИИТФ, 2007. — 592 с., ил. — (Памятники отечественной науки. XX век). ISBN 978-5-902278-25-2 (в пер.)
Е. Н. Аврорин, О. Н. Крохин.Некролог. Памяти Льва Петровича Феоктистова (неопр.). Квантовая Электроника, 2002, Том 32, № 3, с. 281. quantum-electron.ru (2002). Дата обращения: 18 декабря 2009. Архивировано 12 апреля 2012 года.