Psychologue de formation, il a fait une grande partie de sa carrière dans la formation professionnelle des adultes, leur enseignant la communication, la culture générale ou animant des cycles d’enseignement de la littérature à destination de bibliothécaires. Il se consacre ensuite à l’écriture, en tant que romancier et scénariste, vivant de sa plume depuis 2006.
Pierre Lemaitre considère lui-même son travail comme un permanent exercice d’admiration de la littérature. Ainsi, dès son premier roman Travail soigné, il rend hommage à ses maîtres en faisant, de l’oeuvre de ces écrivains, des protagonistes de son intrigue : Bret Easton Ellis, Émile Gaboriau, James Ellroy, William McIlvanney, etc.