Pionnier du cinéma lettriste aux côtés de Isidore Isou, éternel franc-tireur, il rompt des lances depuis cinquante ans contre les « pompiers » et les « falsificateurs » du cinéma, cherchant inlassablement à jeter les bases d'une « nouvelle culture ». De Le film est déjà commencé ? (1951) à Projection privée (1978), en passant par Moteur ! (1967) et Une copie mutilée (1973), Lemaître se veut « toujours à l'avant-garde de l'avant-garde, jusqu'au paradis et au-delà »... Sa filmographie compte une centaine de films, vidéos, performances, et sa bibliographie autant de traités, pamphlets, manifestes et revues. Grand inventeur de formes, il peut légitimement revendiquer nombre d'initiatives, comme la dissociation systématique de l'image et du son, le montage aléatoire, l'absence d'image, la redéfinition de la séance de cinéma, qui seront reprises et popularisées par d'autres cinéastes aujourd'hui plus connus, tels Guy Debord, Jean-Luc Godard ou Marguerite Duras.