12 maja 1917 roku odszedł ze służby wojskowej z prawem do noszenia munduru i pensją. Jako świecki delegat brał udział w przygotowaniach, a następnie w Lokalnym Soborze Rosyjskiego Kościoła Prawosławnego w latach 1917–1918, a także uczestniczył w wyborze nowego patriarchy Tichona. Przewrót bolszewicki przyjął z sympatią i zachowywał wierność wobec nowych władz. W listopadzie 1917 roku w okolicy Siergijew Posadu i ławry Troicko-Siergijewskiej szerzyły się rabunki i napady, które wywołały niepokój wśród lokalnego duchowieństwa, mieszkańców, a także pielgrzymów. Dodatkowo miejscowi rewolucjoniści rozpoczęli samowolną akcję przeszukiwanie terenów ławry. 20 listopada 1917 Leonid Artamonow osobiście udał się do Moskwy, gdzie w tej sprawie mediował u miejscowych władz bolszewickich. Udało mu się uzyskać zapewnienie, że sprawa „samozwańczych rewolucjonistów” zostanie zbadana, a winni mogą zostać nawet rozstrzelani. Jednocześnie ławrze miała zostać, za wysoką opłatą, zapewniona ochrona. W 1917 roku, na spotkaniu z duchowieństwem i wiernymi, zapewniał ich, że bolszewicy są "ujmujący, uprzejmi, dobrze rozumieją potrzeby ludu i że będzie można z nimi się dogadać". Od 1918 do 1924 pracował w różnych sowieckich instytucjach w Moskwie, m.in. w dziale statystycznym rady miejskiej, a także w dziale inżynieryjnym. W lutym 1922 roku, w ramach represji politycznych, został tymczasowo aresztowany. Od 1927 do 1930 roku mieszał w Nowogrodzie, gdzie przyznana mu została dość wysoka jak na ówczesne czasy pensja 400 rubli. W 1930 roku przeniósł się do Leningradu. W grudniu 1928 roku rozpoczął spisywanie wspomnień (nigdy nie ukończonych) zatytułowanych "Moja autobiografia (dla moich dzieci)", które opisują jego życie do 1892 roku. Zmarł 1 stycznia 1932 roku i został pochowany na cmentarzu Wołkowskim. Leonid Artamonow był wyznania prawosławnego, żonaty z trójką dzieci.