François Lemonnier se forme au Conservatoire de Rouen puis au Conservatoire national supérieur de musique de Lyon. Il obtient un prix international de soliste en Australie et développe une pratique du trombone qui traverse les répertoires classiques, contemporains et improvisés. Il collabore avec l’Orchestre national de France, l’Orchestre des Concerts Lamoureux et I Solisti Veneti, et joue sous la direction de chefs tels que Riccardo Muti et Georges Prêtre.

Pendant une dizaine d’années, il est membre de l’Ensemble 2e2m et participe à de nombreuses créations de musique contemporaine. Son parcours dans le jazz le conduit à travailler avec Albert Mangelsdorff, Glenn Ferris, Michel Legrand, Dee Dee Bridgewater, Kirk Lightsey, Jean-François Jenny-Clark et Peeter Uuskyla. Il privilégie aussi les petites formations, du duo au quartet, où l’improvisation et ses propres compositions structurent le répertoire.

Comme leader, il publie plusieurs albums, dont un récital pour trombone et orgue avec Karin Nelson et François Lemonnier Quartet Live @ Bab-Ilo, paru en 2023 chez Flem Records. Compositeur membre de la SACEM, il enseigne le trombone dans plusieurs conservatoires franciliens, notamment à Herblay-sur-Seine. Son activité récente associe concerts de jazz, projets de musique de chambre, création et transmission.