«Наш небольшой авиационный городок был расположен в старинном урочище, у подножия высокого горного хребта Заилийского Алатау. Его снежные вершины почти круглый год сверкали под лучами южного солнца. На севере, на сотни километров, вплоть до огромного озера Балхаш, простирались пустыни. Мы летали над высокими снежными горами, огромными ледниками, пустынями и большими озёрами, тянувшимися цепью на восток, через Джунгарские ворота, где всегда дуют бешеные ветры. Воздух там наполнен мельчайшей гранитной пылью, и кажется, что чья-то гигантская рука накинула на эту суровую землю тонкую сверкающую вуаль. Кто только не шёл по этим тропам сквозь вечный ветер Джунгарии!»
Когда вспыхнула Гражданская война в Испании, Василевский подал рапорт о желании принять «непосредственное участие в борьбе с фашистами». Вскоре Лев и попутчик-радист, тоже доброволец, отправились в путь: «Мы ехали в Испанию по железной дороге через гитлеровскую Германию и Францию. Красный паспорт с испанской визой, моя сильно загоревшая под жарким южным солнцем физиономия и вообще весь вид человека, не привыкшего носить штатский костюм, привлекали пристальное внимание нацистских чинов разных рангов и ведомств в Германии». По хорошо налаженному к тому времени маршруту – Париж – станция Сербер на границе с Испанией – испанская станция Портбоу – Барселона – Валенсия. В отеле «Мажестик», в котором размещались советские военные советники, Василевский познакомился со своим начальником – Григорием Сыроежкиным. Тот сообщил новоприбывшему, что рассчитывать на боевые поединки с фашистами в воздухе ему не следует. Как бывшему пограничнику и оперативному работнику, ему предстоит возглавить разведывательно-диверсионный отряд. Заместителем его будет надёжный товарищ – Александр Рабцевич, «старый белорусский партизан».
Василевский командовал разведывательно-диверсионной группой ИНО НКВД с 1936 по 1938 год. Это было, по его словам, время, «наполненное опасностями, риском, всем тем, из чего складывается жизнь человека на войне». Специальная работа Василевского прикрывалась должностью старшего советника Особого отдела Мадридского фронта. В предисловии к повести «Испанская хроника Григория Грандэ» Василевский написал: «В моём сознании Испания оставила глубокий след. Воспоминания о ней никогда не исчезали, и даже Великая Отечественная война, явившаяся в жизни нашего народа таким всеподавляющим событием, не накинула покрывала забвения на всё, что было в 1936–1938 годах».
В 1939–1941 годах Василевский – сотрудник посольства СССР в Париже, резидент ИНО НКВД. С этой позиции участвовал в операции по ликвидации Льва Троцкого в Мексике, за что был награждён орденом Красного Знамени. Среди наград Василевского есть медаль «За боевые заслуги». Он стал первым, кто получил её.
В 1941–1942 годах Василевский находился в Турции в должности подрезидента