Педагог, профессор (1937), доктор педагогических наук (1947), член-корреспондент АПН РСФСР (1950).
Разработал педагогические основы и принципы организации клубной и внеклассной воспитатательной деятельности, предложил типологию детских клубов.
Участвовал в составлении пособия по правописанию и развитию речи для 1-3-х классов. Предложил методологию педагигической экспедиции как типа исследования и составил инструктивные документы для её осуществления. Им было реализовано раздельное обучение в советской школе во 2-й половине 40-х гг. В конце 40-х гг. разрабатывал способы совершенствования подготовки студентов педагогических вузов на основе углублённой практики по профессии. Научные труды:
"Справочник народного учителя" (1925, совм. с В.И. Чарнолуским), "Организация клубной работы с детьми" (1930, совм. с М.В. Полетаевой),
"Основы дидактики" (1939), "Основы педагогики" (1946) и др.
Скончался К.И. Львов 22 октября 1950 года, похоронен в Москве на Новодевичьем кладбище (2 уч. 7 ряд).