Valéry Lemaître rejoint la Diese et le Secrétariat général à la Planification écologique (SGPE) en qualité de directeur de programme chargé de la formation des cadres à la transition écologique.
Juriste de formation (DEA droit des affaires), il a débuté sa carrière en établissement public (Assistance publique-Hôpitaux de Paris AP-HP, Chambre de commerce et d’industrie de Paris - CCIP) avant de rejoindre les services déconcentrés du ministère de l’équipement puis, ceux du ministère de l’écologie (Direction régionale de l’environnement d’Île-de-France) pour travailler sur les projets territoriaux franciliens de développement durable.

En 2008, il a participé à la création du Commissariat général au développement durable (CGDD) en travaillant à l’élaboration des stratégies nationales de développement durable (SNDD) et de transition écologique (SNTE), puis à la modernisation du droit de l’environnement en contribuant notamment à la création de l’autorisation environnementale unique et à la réforme des études d’impact.

En 2018, il a rejoint, la direction générale des entreprises pour travailler sur les restructurations des industries de l’énergie, puis il a intégré le Secretariat Général du MTECT en tant que Directeur du centre de valorisation des ressources humaines de Paris.