В период 1954-1958 гг. без отрыва от производства окончил аспирантуру ВНИРО. Во время работы в Волгоградском отделении ГосНИОРХа Л.Н. Доманевский занимался исследованием динамики численности и биологической роли хищных рыб в формировании ихтиофауны в первые годы существования Цимлянского водохранилища, а также особенностей размножения рыб в верхнем плесе Цимлянского водохранилища и реки Дон для разработки мелиоративных мероприятий по улучшению их воспроизводства.
В 1961 г. в порядке перевода ученый перешел на работу в БалтНИРО на должность и.о. старшего научного сотрудника лаборатории Северной и Северо-Западной Атлантики. В мае-сентябре 1962 г. он принял участие в своей первой морской научно-исследовательской экспедиции на СРТР-9048 в Северо-Западную Атлантику.
Обобщив материалы своих исследований в период работы в Волгоградском отделении ГосНИОРХ, Л.Н. Доманевский в 1963 г. успешно защитил кандидатскую диссертацию по теме: «Промыслово-биологическая характеристика щуки Цимлянского водохранилища», материалы и результаты которой были использованы при проведении «мелиоративного лова» и составлении «Правил рыболовства» на Цимлянском водохранилище.
В 1963 г. Леонард Николаевич перешел в лабораторию Средней и Южной Атлантики, и вся его последующая жизнь и научная деятельность в АтлантНИРО были связаны с рыбными ресурсами и рыболовством в Атлантическом океане и, особенно, в прибрежных водах Западной Африки. До ухода на пенсию Леонард Николаевич занимал в институте должности заведующего сектором, заведующего лабораторией, заведующего отделом, заместителя директора по научной работе. Несмотря на значительные административные обязанности, Леонард Николаевич неустанно продолжал творческую научную работу. В течение 20 лет, вплоть до 1982 г., он регулярно участвовал в морских научно-исследовательских рейсах в качестве начальника экспедиций. Экипажи судов и члены научных групп выражали свое восхищение умениями Леонарда Николаевича, его личным участием в обработке уловов, исключительным трудолюбием и стремлением собрать максимум различных материалов и данных по рыбам и беспозвоночным в исследуемом районе.
Леонарда Николаевича отличали высокий интеллект и широкая эрудиция во многих областях знаний и, прежде всего, в биологии и океанологии. Если обратиться к его публикациям, а их более 130, то можно отметить, насколько обширны были его исследовательские интересы и работавших с ним коллег. Он участвовал в составлении «Промысловых прогнозов», «Промысловых описаний», «Промысловых атласов» и рекомендаций рыбной промышленности по использованию рыбных ресурсов в Центрально-Восточной Атлантике. В составе делегаций неоднократно принимал участие в разработке технико-экономического обоснования развития рыбной промышленности ряда африканских стран, а также подготовке, заключении и реализации межправительственных соглашений в области рыболовства. Неоднократно участвовал во всесоюзных и международных совещаниях, конференциях и симпозиумах по проблемам изучения биологических ресурсов Мирового океана. Совершил более 15 морских экспедиций, в том числе по международным программам совместно с ГДР, ПНР, Республикой Экваториальная Гвинея, Сенегалом, Гамбией, Мавританией, Марокко. Результаты проводимых в рейсах исследований получили самые высокие оценки отечественных и зарубежных специалистов.
Итогом его научной деятельности стала докторская диссертация «Структура ихтиоцена и рыболовство в Центрально-Восточной Атлантике», успешно защищенная в 1995 г. во ВНИРО, и монография «Рыбы и рыболовство в неритической зоне Центрально-Восточной Атлантики», изданная в АтлантНИРО в 1998 г. Эти две работы Леонарда Николаевича стали поистине настольными книгами для биологов и океанологов АтлантНИРО и других рыбохозяйственных институтов и вузов.
8 ноября 2004 г. Леонард Николаевич ушел из жизни, но светлая память о нем как о Человеке и Великом Ученом навсегда останется в нашей памяти.