En 1998 il se lance en tant que scénariste et écrit des sketches pour Stand'up Comedy sur Paris Première. Il écrit également son premier one man show avec lequel il rencontre un franc succès. C'est comme ça qu'il est remarqué par Laurent Ruquier et que débute une longue collaboration à la télé comme à la radio.
Dès septembre 2011, il intègre la bande de l'émission Touche pas à mon poste !, d'abord sur France 4 puis sur D8.
Jean-Luc Lemoine officie régulièrement à la radio sur Europe 1 mais n'en oublie pas ses premières amours et continue sa carrière de comédien. Alors qu'il écrit un spectacle où il sera seul en scène, on le retrouve à la télévision dans Hero Corp et Profilage sur TF1 et aussi au théâtre comme dans Amours et chipolatas.
Côté vie privée, Jean-Luc Lemoine est papa de deux enfants avec sa compagne Adeline; Gaspard (né en 2007) et Violette (née en 2010).
