Л.И. Балахонова - автор множества научных статей, посвященных проблемам исторического формирования лексического состава русского языка и взаимосвязи литературного языка и народно-диалектной речи.

В 1952 году после окончания ЛГУ была оставлена в аспирантуре на кафедре русского языка. В 1955 г. защитила диссертацию «История составления и принципов построения «Опыта областного великорусского словаря» Академии наук (1852 г.) и его «Дополнения» (1858 г.)». В Словарном секторе Ленинградского отделения Института языкознания Л.И. Балахонова работала с 1955 года. Она принимала участие в качестве редактора и составителя в работе над такими фундаментальными словарями как: «Большой академический словарь русского языка», «Словарь современного русского литературного языка» в 17-ти томах, второе издание «Словаря современного русского литературного языка», «Большой толковый словарь русского языка».

В «Словарь русских народных говоров» Л.И. Балахонова пришла уже известным специалистом в области лексикографии и истории языка, в качестве составителя она принимала участие в 10-ти выпусках Словаря.