Родился в д. Полдневой Свердловской обл.

Доктор филологических наук (1968), профессор (1969).

После окончания в 1926 г. филологического факультета Пермского университета преподавал в вузах Абакана, Свердловска, Ленинграда.

В 1944–1947 гг. был деканом историко-филологического факультета Уральского университета. Читал спецкурс «Русское стихотворство XVII в.».

В 1968 г. защитил докторскую диссертацию «Песни и сказания о Степане Разине в их историческом развитии». Является автором многих научных публикаций. Его научные интересы лежали в области древнерусской литературы, литературы XIX в. и фольклора. Л. С. Шептаев был ученым, обратившимся к малоисследованным проблемам русской культуры XVII в. (русское скоморошество, русский народный стих, семейно-бытовая песня), осуществил первую публикацию стихов поэта XVII в. справщика Савватия и изучение его творчества. Публикации ученого по названной проблематике не утратили своего значения и сегодня.

А. С. Шептаев занимался также изучением особенностей фольклоризма русских писателей (статьи о фольклоризме В. А. Слепцова, Ф. М. Решетникова, А. Т. Твардовского, поэтов-модернистов XX в.). Кроме работ по русскому фольклору, есть у него и публикации, посвященные сербскому фольклору, народной поэзии хакасов.

Работая в Ленинградском педагогическом институте им. А. И. Герцена, Леонид Семенович Шептаев не порывал связей с Уральским университетом, участвуя в научных конференциях, публикуя на Урале свои исследования.

В вузах России работают многочисленные ученики Л. С. Шептаева, прошедшие под его руководством серьезную научную школу.