Alfiere del ciclismo negli Stati Uniti è stato il primo americano ad aver centrato i massimi traguardi su strada, mondiale e Tour de France (dopo i successi yankees su pista nei tempi eroici). In evidenza nei mondiali juniores '79 venne individuato dall'occhio attento di Guimard che, dopo un breve apprendistato come dilettante in Francia, lo inserì nello squadrone di Hinault dove non tardò a farsi apprezzare per il temperamento e le promettenti qualità: il quarto posto nel durissimo Giro del Delfinato e la vittoria nel Giro del Colorado open '81 furono il primo segnale del suo talento che brillò al mondiale di Goodwood '82 dove fu 2° dietro Giuseppe Saronni e, subito dopo, trionfò nel Tour de l'Avenir open in maniera schiacciante. L'esplosione nell'83 venne, dopo il successo nel Giro del Delfinato (per squalifica di Simon), nel campionato mondiale di Altenrhein dove sfoggiò una netta supremazia e s'impose con 1'11" su Van der Poel e Roche. Ma in maglia iridata nell'84, forse per un esagerato impegno, non colse che un solo successo assieme a numerosi piazzamenti in quasi tutte le maggiori prove internazionali. Positiva seppure non eccelsa l'annata successiva che lo vide "spalla" di Hinault al Giro (e fu 3°) e al Tour (2°) ma solo nel Coors Classic riuscì a imporsi dopodichè fu, di nuovo, medaglia d'argento nel mondiale del Montello in Italia. La consacrazione delle sue grandi qualità di fondista, regolarista e campione di classe arrivò nel Tour dell'86 nel quale un Hinault dagli atteggiamenti sbagliati involontariamente lo favorì e Lemond riuscì a trionfare in maglia gialla a dispetto degli ostacoli di vario ordine (morale e pratico) frapposti sul suo cammino. Insediatosi così ai vertici mondiali non ha potuto ribadire il suo valore nell'87 per una serie di spiacevoli contrattempi (caduta nella Tirreno-Adriatico e la ferita in seguito a un colpo di fucile da caccia con il seguente intervento chirurgico) che hanno fatto addirittura temere la prematura conclusione di una carriera. Invece, anche se lentamente, è tornato ai vertici del ciclismo mondiale riuscendo a trionfare nuovamente nei Tour '89 e '90 ed è diventato per la seconda volta campione del mondo nell'89 a Chambery (Francia).