Лемми родился в Сочельник в 1945 году в городе Сток-он-Трент, Англия. Когда Лемми было 3 года, его отец, капеллан Королевских военно-воздушных сил Великобритании, развелся с его матерью. Мать и бабушка Лемми поселились в Ньюкасле-под-Лаймом, а потом переехали в Маделей, Стетфордшир.
Когда ему было 10 лет, его мать вышла замуж за Джорджа Виллиса, у которого было 2 детей от прежнего брака, Патриция и Тони. Потом семья переехала жить на ферму в Бэнлехе, Северный Уэльс. Именно в это время Лемми показал свой интерес к рок-н-роллу, девушкам и лошадям. Его отдали в школу в Амвлче, где он и получил своё прозвище.
После окончания школы и переезда с семьёй в Конви, Лемми начал работать на местной фабрике «Хотпоинт», где он играл на гитаре в местных группах, и посещал школу верховой езды. В возрасте 17 лет Лемми встретил девушку по имени Кэтти, и переехал с ней в Стокпорт, где у Кэтти родился сын Шон. Позже его отдали на усыновление.
В Стокпорте Лемми присоединился к местной группе The Rainmakers, а позже к The Motown Sect. Желая развиваться дальше, в 1965 году Лемми присоединился к группе The Rockin' Vickers. Они подписали контракт с CBS, и выпустив 3 сингла, совершили тур по Европе, став первой британской группой, посетившей Югославию. Проживая с группой в квартире в Манчестере, Лемми познакомился с девушкой Трейси. Она родила ему сына Пола, хотя Лемми не принимал никакого участия в воспитании ребёнка, пока тому не исполнилось 6 лет.
Желая добиться ещё большего, Лемми переехал в Лондон в 1967 году. Проживая с Ноэлем Реддингом, он получил работу менеджера в группе The Jimi Hendrix Experience. В 1968 он присоединился к Sam Gopal и записал альбом Escalator и сингл Horse. После встречи с Саймоном Кингом в Торговом центре Челси, Лемми вошёл в группу Opal Butterfly.
Именно в этот момент Лемми начал думать о том, чтоб изменить свое имя на фамилию отчима, но решил, что изменение свидетельства о рождении и паспорта будет слишком хлопотным, и отбросил эту затею.
В 1971 году Лемми присоединился к спейс-рок группе Hawkwind. С одной стороны, он неприятно поразил всех старых участников группы своей неуправляемостью, с другой — оказал решающее влияние на развитие её стиля: будучи в прошлом гитаристом, он играл на басу, как на ритм-гитаре, тем самым резко усиливая общий драйв.
Именно с Лемми группа записала свои самые известные и сильные альбомы. Перемены в составе привели к радикальному изменению звучания группы. Hawkwind, сохраняя верность блюз-роковой психоделии, последовательно наращивали и ужесточали ритмичность.
Но поворотным пунктом в истории коллектива стал выпуск сингла «Silver Machine», выпущенного в феврале 1972 года и добравшегося до 3-го места в чартах. Первая версия «Silver Machine» была записана 13 февраля, когда вокальную партию исполнял автор текста Роберт Калверт. Через несколько дней после этого менеджер и звукоинженер заново смикшировали звук и перезаписали вокал, пригласив к микрофону Лемми (поскольку Роберт Калверт находился в это время в психиатрической клинике). Таким образом, в самой известной песне Hawkwind Лемми исполнил и бас, и вокал.
Следующие релизы с участием Лемми добираются до 18, 14, 16 и 13 мест в чартах. Начало 1975 года группа провела в студии, записывая сингл «Kings Of Speed». Он вышел в марте, с песней «Motorhead» на обороте, последней, как оказалось песней, написанной Лемми для Hawkwind.
Уход Лемми спровоцировал следующий инцидент. Группа (ещё с Лемми в составе) в 1975 году отправилась на гастроли в США в поддержку своего последнего на тот момент альбома Warrior On The Edge Of Time, однако Лемми был арестован на таможне за провоз наркотиков и отправлен на несколько дней в тюрьму. Менеджерам группы удалось его освободить под залог для того, чтобы не сорвать концерты, однако после того, как Лемми их отыграл, он был уволен. Позже Лемми неоднократно утверждал, что арест явился всего лишь удобным поводом для остальных участников группы наконец-то избавиться от него. Ведь к 1975 году состав окончательно раскололся на два наркотических лагеря: амфетаминовый и психоделический, — и Лемми говорил, что в действительности он был уволен за то, что «употреблял не те наркотики».
После того, как Лемми выгнали из группы Hawkwind за злоупотребление наркотиками, он решил создать новую группу, которую сначала хотел назвать Bastard («Ублюдок»), но менеджер группы отговорил его от этого, сказав, что с таким названием группу вряд ли пригласят в Top of the Pops. Тогда Лемми и решил назвать группу Mot?rhead по названию своей последней песни, которую он сочинил для Hawkwind. На сленге слово «Motorhead» означает «байкер» или, по другой версии, — амфетамины. «Для красоты» это слово Лемми решил написать через «о» умлаутом.
Кардинально изменив стиль музыки, именно с этой группой Лемми добился настоящего успеха и всемирного признания, став одной из «икон» хард-рока. Группа достигла наибольшей популярности в начале 1980-х гг., когда альбом 1980 года Ace of Spades получил статус золотого, заняв четвёртое место в британском хит-параде, а концертник No Sleep 'til Hammersmith ворвался на первое место через 5 дней после своего выхода. Эти альбомы наряду с Overkill и Bomber закрепили за Mot?rhead репутацию основной британской хард-рок группы своего времени и навсегда ввели имя группы в условный «зал славы музыки в стиле хард-н-хэви».