С переходом Докучаевского почвенного комитета в ведение Академии наук СССР в 1918 г. Прасолов вошел в состав научных сотрудников почвенного отдела комиссии по изучению естественных производительных сил при АН СССР, проработав в там до 1926 г. С 1922 по 1926 г. он руководил почвенными исследованиями в поймах реки Волхов и озера Ильмень при отделе изысканий Волховстроя. С 1926 г. непрерывно работал в Почвенном институте АН СССР им. В. В. Докучаева: в 1937—1948 гг. — директором, с 1949 г. — заведующим отделом истории почвоведения. Одновременно с 1928 по 1932 г. являлся ученым специалистом Ленинградского отделения Института земледелия и агропочвоведения Академии сельскохозяйственных наук им. Ленина.
31 января 1931 г. Леонид Прасолов был избран членом-корреспондентом, а 1 июня 1935 г. — действительным членом АН СССР по отделению математических и естественных наук (геология и почвоведение). С 1946 по 1949 г. он занимал должность академика-секретаря отделения геолого-географических наук Академии наук СССР.
Леонид Прасолов неоднократно участвовал в международных почвенных конгрессах и конференциях: в Первом международном конгрессе по почвоведению в Вашингтоне (1927), в Международной конференции по картографии почв в Данциге (1929), в III Международном конгрессе почвоведов в Оксфорде (1935); был избран председателем Ленинградского оргкомитета II Международного конгресса почвоведов в СССР и одновременно вице-президентом пятой комиссии Международной ассоциации почвоведов (1930).
Исследования Леонида Ивановича посвящены генезису, географии, картографии и классификации почв, его труды имеют большое значение для построения генетической почвенной классификации. Он разработал учение о почвенных провинциях, предложил основные принципы почвенно-географического районирования, изучил вопросы происхождения и географии особого типа бурых лесных почв на Кавказе и в Крыму, впервые провел подсчеты почвенных ресурсов мира и отдельных стран. На основе оценки почвенных ресурсов отдельных областей, всей территории СССР и различных стран мира ученый установил наличие больших, еще не использованных земельных фондов. Его научные труды не только создали фундамент для правильного развития почвоведения в СССР, но и заложили основу для построения современной историко-географо-генетической классификации почв. Леонидом Прасоловым и его сотрудниками составлены многочисленные почвенные карты СССР, а также почвенная карта мира.
В 1947 г. за составление мировой почвенной карты в масштабе 1:50 000 000 Академия наук СССР присудила Леониду Прасолову золотую медаль им. В. В. Докучаева.
Леонид Иванович Прасолов состоял членом Русского географического общества (с 1915 г.), Международного общества почвоведов (с 1924 г.), членом-корреспондентом Чехословацкой земледельческой академии (с 1928 г.), председателем Всесоюзного общества почвоведов (с 1945 г.).
Он был награжден Сталинской премией (1942), орденами Ленина (1945, 1953), орденом Трудового Красного Знамени (1945), медалью им. Семенова-Тян-Шанского Русского географического общества (1924).
Похоронен на Новодевичьем кладбище в Москве. Имя Прасолова носят мыс и скала на острове Кунашир Курильской гряды.