Pierre Lemaitre blev født i Paris i 1951. Han voksede op under beskedne kår i et hjem, hvor der var mange bøger. Læsning har derfor altid været en del af Lemaitres liv, og tanken om selv at skrive bøger opstod da heller ikke pludseligt: ”Siden jeg var helt ung, har forestillingen om at blive forfatter været en del af min bevidsthed, og jeg opgav aldrig rigtig den idé.” (Philippa Hawker: Pierre Lemaitre on how a crime novelist won France’s greatest literary prize. The Sydney Morning Herald, 2015-11-02. Egen oversættelse). Efter universitetsstudier i psykologi arbejdede Pierre Lemaitre dog i mere end 20 år som underviser. Han underviste blandt andet bibliotekarer i amerikansk og fransk litteratur, kulturstudier og kommunikation.
Som 20-årig og igen ti år senere færdiggjorde Lemaitre skønlitterære bøger, men de blev begge afvist af forlagene. Først efter mødet med sin anden hustru, Pascaline, i år 2000 fik han igen mod på at udleve forfatterdrømmen, og som 55-årig debuterede Lemaitre i 2006 med krimien ”Travail soigné”. Romanen blev det første bind i en anmelderrost og publikumselsket krimiserie med politikommissær Camille Verhoeven. Lemaitre har siden da kunnet leve af at være roman- og manuskriptforfatter og har skrevet bøger i et imponerende tempo. I sin forfatterkarriere har han trukket veksler på sin uddannelse som psykolog i den psykologiske dybde, som præger figurerne i hans romaner.
Efter endnu et par krimier kastede Lemaitre sig i 2013 ud i en ny genre med den historiske roman ”Au revoir là-haut”. Han modtog samme år Frankrigs mest prestigefulde litteraturpris, Prix Goncourt, for bogen: ”Det er noget ganske særligt for alle forfattere at vinde denne pris, men måske især for mig, tror jeg. Jeg var ikke en oplagt kandidat til prisen, som normalt ikke gives til forfattere, som kommer fra krimiverdenen.” (Philippa Hawker: Pierre Lemaitre on how a crime novelist won France’s greatest literary prize. The Sydney Morning Herald, 2015-11-02. Egen oversættelse). Siden fulgte flere kriminal- og spændingsromaner samt en selvstændig efterfølger til ”Au revoir là-haut”.
Pierre Lemaitre bor i Courbevoie i nærheden af Paris med sin familie. Han er erklæret venstreorienteret, medlem af forfatterforeningen Société des gens de lettres og skriver jævnligt i tidsskriftet Le Magazine Littéraire.