В самом деле, обвинение Львова в карьеризме покажется совершенно несостоятельным, если мы обратимся к его беспорочной ратной службе на благо Отечества. Профессиональный военный, он после окончания Артиллейского кадетского корпуса был произведен в штык-юнкеры и принял участие в первой и второй турецких войнах. Его усердие и расторопность обратили на себя внимание начальства, и он был определен к генерал-фельдцейхмейстеру, сперва флигель-адъютантом, а потом генерал-адъютантом. Именно благодаря собственным заслугам (а не по протекции Потемкина, с коим он находился в дальнем родстве) Сергей Лаврентьевич в 1776 г. был произведен в подполковники, в 1782 г. в полковники, в 1787 г. - в бригадиры. В день Очаковской баталии, 6 декабря 1788 г., бригадир Львов, начальствуя над первой частью второй колонны, под жестоким огнем бесстрашно врывается в крепость. "Во уважение за усердную службу и отличную храбрость, оказанную при взятии приступом города и крепости Очакова" он был пожалован орденом Св. Георгия 3-го класса и званием генерал-майора. При штурме Измаила в декабре 1790 г. Львов возглавляет первую колонну правого крыла, проявляя чудеса храбрости. Стремительно приближаясь ко рву и палисаду, преграждавшему путь от каменной казематной батареи к Дунаю, он первым перескакивает через палисад, овладевает батареями и быстро следует к Бросским воротам, и получает при этом тяжелое ранение. За сей подвиг сам великий А. В. Суворов представил его к награждению орденом Св. Анны 1-й степени. Впоследствии Львова пожалуют званиями генерал-лейтенанта (1797 г.) и генерала от инфантерии (1800 г.).
Сергей Лаврентьевич сопровождал Потемкина не только на поле брани - он был его неизменным спутником и в часы досуга. Он обладал даром имитатора-пародиста (сим искусством блистательно владел и светлейший) и мог со свойственным ему комизмом в точности передать манеру речи, интонации и даже телодвижения изображаемого лица.