Claude Lemesle est né à Paris, en 1945. Une fois grand, le jeune homme se passionne pour l’histoire et le football. Côté études, il suit des cours de lettres à Khâgne. Il fait également l’École Normale Supérieure et une licence d’histoire. Tout destine alors Claude Lemesle à devenir enseignant, mais le destin change parfois de direction.
La chanson passionne aussi le jeune garçon, qui fréquente le célèbre Petit Conservatoire de Mireille, tout en se produisant dans divers cabarets. Un jour, au Centre Américain, il rencontre le fils du metteur en scène Jules Dassin. Joe Dassin souhaite alors se lancer dans la chanson et Claude va amorcer une collaboration que seule la mort du chanteur arrêtera.
Année après année, les succès se suivent à une cadence folle (parfois co-signés avec Pierre Delanoë) : La fleur aux dents (1970), L’équipe à Jojo (1970), Salut les amoureux (1972), L’été indien (1975), Ça va pas changer le monde (1975), Et si tu n’existait pas (1975), À toi (1976), Le café des trois colombes (1976), Dans les yeux d’Émilie (1978), La vie se chante, la vie se pleure (1978), Le dernier slow (1979) etc.

Par ailleurs, Serge Reggiani fera de Claude Lemesle l’un de ses auteurs fétiches. L’interprète découvre l’auteur en 1977 et enregistre Le barbier de Belleville et Venise n’est pas en Italie. En 1979, Je t’aimerais devient un classique du répertoire du chanteur. La collaboration entre Lemesle et Reggiani se poursuivra jusqu’à aujourd’hui. En effet, en 1999, la moitié des textes du nouvel album de Serge sont signés par l’auteur dont la chanson titre, Les adieux différés, ainsi que Ivre et Jean des brumes (1999).