Л. Е. Владимиров — автор основополагающих работ в области юридической психологии. По его мнению, с помощью медико-психологического исследования в уголовном процессе следовало устанавливать физическую и психическую эволюцию преступника, определять мотивы преступления и семейную обстановку, где формировался преступник, и т. п. Он считал, что необходимо привлекать к судопроизводству специалистов-психологов, которые имели бы право знакомиться с материалами дела, обследовать подсудимого, допрашивать участников процесса. Им был введен в научный обиход термин "психология уголовного процесса", под которым он понимал "психологическое обследование как совершенного преступления, так и доказывания". Идеи Л. Е. Владимирова в дальнейшем положили начало разработке проблем судебно-психологической экспертизы.