נולד באוקראינה בשנת 1894.
בשנת 1912 קיבל מלגת לימודים לאקדמיה לאמנות באודסה, שם פגש בבוריס ש"ץ שהזמינו לעלות לארץ ישראל וללמוד באקדמיה לאמנות "בצלאל", שאותה ייסד. ליטבינובסקי נענה להזמנתו של ש"ץ, אך שב כעבור זמן קצר לרוסיה והחל את לימודיו באקדמיה לאמנות בפטרוגרד.
בשנת 1919 עלה בשנית לישראל בלווית רעייתו ליזה, הזוג התיישב בירושלים ומכאן פרחה דרכו של ליטבינובסקי ובשנים 1924-1928הוצגו יצירותיו בתיאטרון" האהל" בתל אביב ובמגדל דוד בירושלים ובשנת 1926 עיצב את תפאורת המחזה " הדיבוק"שהוצג בהבימה.
ליטבינובסקי הצטרף להתארגנות "אגד" של האמנים המודרניים שכללה בין היתר את: אריה לובין, אברהם מלניקוב, ציונה תג'ר, חנה אורלוף, יוסף זריצקי,חיים גליקסברג, ראובן רובין, אריה אלואיל ונחום גוטמן. הקבוצה ערכה תערוכה בשנת 1929 בדירה ברחוב אלנבי מול קולנוע מוגרבי. תערוכה אחרת בה השתתף הייתה של אמנות מודרנית והוצגה בשנת 1930 במוזיאון תל אביבונקראה "ראשית המודרניזם בציור הישראלי 1920 - 1930".
בשנות ה-30 הרבה ליטבינובסקי לשהות בפריז והושפע מעבודותיהם של אנרי מאטיס, פיקאסו ושל הציירים היהודים מקרב האסכולה של פריז. חיבתו לסזאן ניכרת בסגנון הציור שלו ובמרקם הצבעים בהם השתמש.
בשנת 1935 ערך תערוכת יחיד ראשונה של יצירותיו בבצלאל. בשלהי תקופה זו הוא עבר עם משפחתו וחי במשותף עם האמן משה מוקדי והשניים הקימו יחד סטודיו לציור.
בשנת 1960 קיים תערוכה בביתן הלנה רובינשטיין שכללה 180 עבודות של 30 שנות יצירה.
עבודתו של ליטבינובסקי הושפעה מזרמים שונים וציור בין היתר של דיוקנאות של אישים חשובים, בהן של הנשיא ג'ון קנדי, ראש הממשלה גולדה מאיר, פנחס ספיר, חנה רובינא ועוד.
ליטבינובסקי הוא חתן פרס דיזנגוף לשנת1939 , זכה בפרס יקיר ירושלים לשנת 1970 והוא חתן פרס ישראל לציור לשנת 1980.
הלך לעולמו בשנת 1985.
בשנת 1986 במלאת שנה למותו, התקיימה במשכן הכנסת תערוכה מיצירותיו.
בשנת 2010 נערכה בספריית אוניברסיטת בר-אילן תערוכת "דיוקן וספר". התערוכה כללה דיוקנאות של רבנים פרי מכחולו של ליטבינובסקי ותצוגת ספרים שכתבו הרבנים אותם צייר.
יצירותיו נמצאות באוספים ובמוזיאונים רבים וחשובים בארץ ובעולם.