Жак Лемерсье познакомил Париж с некоторыми особенностями римской архитектуры начала века. В начале века Лемерсье побывал в Риме (между 1607 и 1614 годом), где, вероятно, учился у Розато Розати, чья церковь Сан Карло аи Сатинари послужила для Лемерсье моделью для церкви Сорбонны в Париже. По возвращении он достроил церковь Л'Ораторие (1616 г., начата С. Метезе), и был признан новым мастером классицизма во Франции.
Он привлек внимание Ришелье, и был назначен королевским архитектором при дворе Людовика XIII.Для покровительствовавшего ему кардинала Ришелье архитектор построил Палас-Кардиналь (впоследствии переименованный в Пале-Рояль), в Париже (1629). Его амфитеатр был одной из первых структур во Франции, построенных исключительно для театральных целей. Также для Ришелье Лемерсье построил церковь Сорбонны (начата в 1626), вероятно, первое французское здание, которое имело купол, размещенный на самом высоком цилиндре. Часовня Сорбонны не свидетельствует о знакомстве с новейшими итальянскими образцами, но западный ее фасад в момент строительства представляет собой один из наиболее «римских» памятников Парижа. В часовне Сорбонны Лемерсье осуществляет централизацию продольного пространства с помощью симметричного плана, благодаря которому стык трансепта находится в самом центре нефа. Второй вход часовни создает план, организованный вокруг двух ортогональных осей - такой план частично объясняется необходимостью сделать два выхода. Однако Лемерсье подчеркивает центрированный характер сооружения, поместив купол в середине полностью симметричного ансамбля.
Наиболее амбициозный проект, созданный для его покровителя, — конструкция шато (замка) и окружающего городка близ Ришелье в Индр-ет-Луар (сейчас практически полностью разрушен).
С 1624 г. Лемерсье возглавляет строительство Лувра, начатое более чем за 50 лет до этого Пьером Леско. Лемерсье принадлежит идея расширения старого луврского внутреннего двора (сейчас Кур-Карре), и с этой целью построил павильон де Л'Хорлог (павильон Часов) и примыкающие крылья с северной стороны. Он удлинил вдвое западное крыло, созданное ранее, и начал строить северный корпус, при этом сохранил систему членений и архитектурно-пластического убранства дворовых фасадов.
Единственная новая тема — центральный ризалит западного фасада, решенный в виде башенного объема, так называемая башня часов. В выступающей, верхней ее части архитектор был вполне самостоятелен и здесь уже достаточно определенно звучит стиль барокко («вставленные» друг в друга фронтоны и другие элементы декора). Богатый орнамент и комплексные пропорции павильона де Л'Хорлог делают его одним из уникальных зданий.
Другой важной работой Лемерсье явилось строительство в королевской охотничьей резиденции под Парижем — Версальского дворца, составившее первый этап создания позже грандиозной королевской резиденции. В 1620-х — 30-х годах здесь возник небольшой охотничий замок из кирпича, камня и кровельного сланца с П-образным планом.
Дворовые его фасады были обработаны сочетанием красного кирпича и мрамора с довольно многочисленными декоративными деталями. Двор замка получил название Мраморного (Кур де марбр).
В 1646 году Лемерсье принял на себя завершение строительства монастыря, начатого Франсуа Мансаром в Валь-де-Грас в Париже. Бросающаяся в глаза внешняя сторона итальянского купола, который он добавил, была отмечена как мастерское произведение французского классицизма, подобно внутренним помещениям его купола для церкви в Сорбонне.
Лемерсье умер вскоре после начала строительства церкви Сен-Рок (1653 г.), которая стала основной парижской церковью начала XVIII века.