Сергей Лемешев считался одним из самых выдающихся лирических теноров XX века благодаря упорным занятиям и развитию голоса. 1 Благодаря упорным занятиям певец сумел развить голос до глубокого и сильного лирического тенора, способного на самые сложные оперные партии. 1

Критики выделяли Лемешева с первых выступлений в Большом театре, подчёркивая «особую нежность и ласкающий лиризм» его голоса, чёткую дикцию. 3

Широкую известность и любовь зрителей певцу принесла партия Ленского из оперы П. И. Чайковского «Евгений Онегин». 5 На протяжении почти полувека артист сумел сохранить свежесть, юношеское обаяние и поэтичность этого образа. 3

Кроме пения в оперных спектаклях, Лемешев много и плодотворно трудился над исполнением камерного репертуара. 5 Он с гордостью отмечал, что ему удалось спеть все 100 романсов П. И. Чайковского (помимо романсов М. И. Глинки, Н. А. Римского-Корсакова и др.). 5