Рожденный в Зорле-Парвайс, недалеко от Вестерло, Бельгия, Лемменс брал уроки у Франсуа-Жозефа Фетиса, который хотел сделать из него музыканта, способного возродить искусство игры на органе в Бельгии. Фетис отправил его к Адольфу Фридриху Гессе в Германию, чтобы тот познакомился с традициями Иоганна Себастьяна Баха.
В 1847 году Лемменс получил престижную премию Парижской консерватории Prix de Rome за сочинение "Король Лир" ("Le roi Lear"). Через год он опубликовал свое первое произведение для органа: Dix improvisations dans le style sévère et chantant ("Десять импровизаций в строгом и певучем стиле"). В марте 1849 года, в возрасте всего 26 лет, он был назначен преподавателем органа в Брюссельской королевской консерватории; он обучил множество молодых музыкантов, в том числе двух выдающихся французов, Александра Гильмана и Шарля-Мари Видора. См: Список учеников музыканта по преподавателям: К - М#Жак-Николас Лемменс.
В 1852 году он выступал с органными концертами в парижских церквях Сен-Винсент-де-Поль, Ла-Мадлен и Сен-Эсташ, где поражал слушателей своей техникой. Особенно выделялась его блестящая игра на педали, которая во многом была обусловлена его изучением музыки Баха (в то время органные произведения Баха были совсем не известны во Франции). В 1857 году он женился на английской сопрано Хелен Шеррингтон (1834-1906), которая в последующее десятилетие стала ведущей английской концертной и оперной певицей. Он умер в Земсте, недалеко от Мехелена, Бельгия.
