Родился 18 июня 1916 года в деревне Михайловка (ныне Стерлитамакский район Башкирии). С 1931 года жил в Магнитогорске. По окончании школы фабрично-заводского ученичества (ФЗУ) работал слесарем, одновременно учился летать в аэроклубе на планере. Установил рекорд области (продержался в воздухе более 7 часов). В 1934 году окончил Казанскую школы лётчиков-инструкторов, работал инструктором в Челябинском аэроклубе. С 12 октября 1941 года в рядах Красной Армии.

С декабря 1941 года сержант Л. В. Дёма на фронтах Великой Отечественной войны в составе 692-го ночного бомбардировочного авиационного полка (ВВС 5-й армии, ВВС Западного фронта), выполнил 95 боевых вылетов на У-2. Переучившись на истребители, с мая 1942 года сражался в 236-м истребительном авиационном полку (25 августа 1943 года преобразован в 112-й Гвардейский ИАП). Летал на Як-1, Як-7, Як-9 и (в конце войны) на Як-3.

К июлю 1944 года помощник командира 112-го Гвардейского истребительного авиационного полка по воздушно-стрелковой службе (10-я Гвардейская истребительная авиационная дивизия, 10-й истребительный авиационный корпус, 2-я Воздушная армия, 2-й Украинский фронт) Гвардии капитан Л. В. Дёма выполнил 178 боевых вылетов, провёл 38 воздушных боёв, в которых сбил лично 17 самолётов противника. Указом Президиума Верховного Совета СССР от 26 октября 1944 года удостоен звания Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали "Золотая Звезда" (№ 5120).

В одном из вылетов зенитный снаряд попал в бензобак его Як-1, обгоревший лётчик попал в госпиталь. После лечения некоторое время снова летал на У-2 (при своём полку), затем продолжил боевую работу на истребителе. К концу войны Гвардии майор Л. В. Дёма выполнил 241 боевой вылет (включая 95 на У-2), провёл 54 воздушных боя, воздушных побед больше не одерживал. Последние вылеты совершил в Чехословакии.

После окончания войны продолжал служить в ВВС. С 14 августа 1946 года Гвардии майор Л. В. Дёма - в запасе. Работал пилотом в Гражданской Авиации, водил самолёты на Дальневосточных трассах, был командиром отряда полярной авиации. После списания с лётной работы, жил в Магнитогорске, работал диспетчером городского аэропорта. Умер 17 декабря 2004 года, похоронен на Правобережном кладбище.

Награждён орденами: Ленина (26.10.1944), Красного Знамени (06.03.1943, 26.06.1944), Отечественной войны 1-й степени (06.04.1985), Отечественной войны 2-й степени (05.06.1943), Красной Звезды (11.04.1942), "Крест за боевые лётные заслуги" (14.06.1944, США); медалями.