В 1927 был привлечен Маяковским к работе в журнале «Новый ЛЕФ», затем сотрудничал с журналом «Пионер», публиковал актуальные очерки в газете «Известия».
В этот период выходят в свет первые книги Кассиля для детей, в том числе автобиографические повести «Кондуит» и «Швамбрания», которые ему принесли всеобщее признание и читательскую любовь. Изображая события 1-й мировой войны и Февральской и Октябрьской революций 1917 года через призму восприятия детей из семьи среднего интеллигентного круга, Кассиль с неиссякаемым остроумием показывает жизнь двух маленьких мальчиков-братьев в семье и вне дома, ломку старой гимназии и первые годы становления советской «единой трудовой» школы.
Глубокое знание системы ценностей современной ему молодежи, тяготение к изображению людей экстремальных и творческих профессий (спортсменов, летчиков, художников, актеров) определили тематику произведений Кассиля, написанных для детей и юношества. Таковы романы «Вратарь Республики» (1938), «Ход белой королевы» (1956), «Чаша гладиатора» (1960).
Часть произведений была написана Кассилем совместно с М.Поляновским, в том числе «Улица младшего сына» (1949), получившая Государственную премию 1951 года, и «Так было».  Кассиль также является автором рассказов, многие из которых посвящены будням Великой Отечественной войны, хорошо знакомым Кассилю по собственному опыту военного корреспондента, и детям на фронте и в тылу.  В 1965 году Кассиль был избран членом-корреспондентом Академии педагогических наук СССР. Многие годы преподавал в Литературном институте им. М. Горького.  Умер Лев Абрамович Кассиль в Москве 21 июня 1970 года. Похоронен на Новодевичьем кладбище.