Душевная усталость, отчаяние, лихорадка, бессонница. Не желая оставлять свой пост, он все откладывал операцию аппендицита, несмотря на повторяющиеся острые приступы. Ел мало, стал очень нервен, ходил понурив голову. Тем не менее в начале февраля выпустил наконец номер «Бюллетеня» с текстом вердикта Комиссии Дьюи, радостно сообщил об этом в Койоакан, приложив гранки и обрисовав планы работы на будущее, ни словом не обмолвившись о своем здоровье. Это было его последнее письмо родителям.
8 февраля он все еще работал, но целый день ничего не ел и провел много времени с Этьеном. Вечером снова приступ, самый тяжелый из всех. Больше откладывать операцию нельзя, и Лева написал письмо, которое, запечатав, отдал жене, предупредив, что вскрыть его надлежит только в том случае, если с ним что-нибудь случится. Затем снова разговаривал с Этьеном и больше видеть никого не хотел. Они решили, что Леве не стоит ложиться во французскую больницу под собственным именем, потому что тогда ГПУ легко узнает, где он. Леве надлежало обратиться в небольшую частную клинику русских врачей-эмигрантов под именем мосье Мартена, французского инженера, и говорить там только по-французски. Никто из французских товарищей, однако, не должен был знать, где он, и не должен был его навещать. Обговорив детали, Этьен вызвал «скорую».
Даже на самый поверхностный взгляд все это казалось полным абсурдом. Уж где-где, но только не в среде русских эмигрантов Лева мог сойти за француза. Тем более, что он вполне мог заговорить по-русски в лихорадке или под наркозом. И просто невероятно, чтобы во всем Париже для него нельзя было подыскать другой больницы, кроме той, где весь персонал укомплектован людьми, которых после убийства Рейсса он сторонился как чумы. И однако он сразу же согласился лечь туда, хотя, когда жена и Этьен доставили его в больницу, он не был ни в бреду, ни в забытьи». Видно, у него притупился инстинкт самосохранения и способность критически осмысливать происходящее.
Оперировали его в тот же вечер. Следующие несколько дней он, казалось, быстро шел на поправку. Кроме жены его навещал один лишь Этьен. Его визиты ободряли Леву. Они говорили о политике, об организационных делах. Лева неизменно просил Этьена зайти к нему еще раз как можно скорее. Когда некоторые французские троцкисты выражали желание навестить Леву, Этьен с видом заговорщика объяснял, что это невозможно и что для того, чтобы утаить адрес больницы от ГПУ, приходится утаивать его и от них. Когда один французский товарищ выразил обеспокоенность столь избыточной секретностью, Этьен обещал переговорить с Левой, но к больному так никого и не пустили.
Прошло четыре дня. У больного внезапно наступило ухудшение. Начались приступы боли, он потерял сознание. В ночь на 13 февраля его видели шагающего полуголым в лихорадочном состоянии по коридорам и палатам, почему-то оставленным без охраны и присмотра, и бредившим по-русски. Следующим утром оперировавший его врач был настолько изумлен его состоянием, что спросил у Жанны, не мог ли ее муж покушаться на самоубийство, не было ли у него в недавнее время подобных настроений. Расплакавшись, Жанна отвергла предположения врача и заявила, что Леву, наверное, отравили агенты ГПУ. Леву срочно прооперировали заново, но улучшения не последовало. Больной испытывал страшные муки, постоянные переливания крови не помогли. 16 февраля 1938 года в возрасте тридцати двух лет Лева скончался.
Погиб ли он, как уверяла его вдова, от рук ГПУ? Многие косвенные свидетельства подтверждают это. На московских процессах его клеймили как активнейшего помощника отца, как начальника штаба троцкистско-зиновьевского заговора. «Молодой работает хорошо, без него Старику было бы трудно», — часто говорили в здании ГПУ в Москве, согласно свидетельству Рейсса и Кривицкого. Лишить Троцкого помощи Левы было в интересах ГПУ, тем паче, что это, безусловно, удовлетворило бы мстительность Сталина. ГПУ держало подле Левы надежного информатора и агента, доставившего его туда, где он должен был принять смерть. У ГПУ были все основания надеяться, что, убрав с дороги Леву, этот агент займет его место в русской «секции» троцкистской организации и выйдет непосредственно на самого Троцкого. В клинике не только врачи и сестры, но даже повара и швейцары были из русских эмигрантов, и некоторые из них состояли в Обществе содействия возвращению на Родину. Ничто не могло быть проще для ГПУ, чем найти среди них агента, способного дать пациенту яд. Имея столько убийств на совести, остановилось бы ГПУ перед еще одним?