Lionel Lesire naît en 1969 en Belgique. Peintre et graveur de formation, il entre dans le monde du théâtre en peignant les décors et des costumes pour le Théâtre de La Monnaie à Bruxelles, en tant qu'assistant de scénographes. C’est en 2000 qu’il crée pour la première fois des costumes d’opéra avec Simon Boccanegra de Verdi, mis en scène par Stephen Lawless, pour le Festival de Nouvelle-Zélande. Il fait ses premiers pas en tant que chef décorateur cette année-là pour Riders to the sea de Vaughan Williams, dans la mise en scène de Ronny Lauwers.

A partir de 2001, il assure les fonctions de chef costumier, notamment à La Monnaie, sur Le Phare de Maxwell Davies, où il retrouve Ronny Lauwers. En 2007, il crée les costumes de deux opéras mis en scène par Frédéric Dussenne à La Monnaie : L'uomo dal fiore in bocca (Pirandello) puis Monsieur Choufleuri restera chez lui le... (Offenbach). Il entame en 2012 une collaboration très fructueuse avec le metteur en scène Frédéric Roels et le chef décorateur Bruno de Lavenère : ils font équipe sur Carmen de Bizet à Rouen, qu'ils mènent ensuite à Versailles. A Limoges, ils montent la Damnation de Faust de Berlioz, suivie, deux ans plus tard, des Contes d'Hoffmann (Offenbach) à Versailles. Ils font jouer cette production à Rouen, puis en Italie (à Pavie, Jesi et Côme). En 2016, Roels, Lavenère et Lesire remettent le couvert à Rouen avec deux œuvres de Mozart : Don Giovanni puis Cosi fan tutte.

En 2017, Lionel Lesire participe à la création de Tistou les pouces verts d'Henri Sauguet, dans une mise en scène de Gilles Rico à Rouen, puis redonne Cosi fan tutte à Massy. Le trio se reforme sur une nouvelle production de Norma de Bellini à Rouen puis emmènent leur Carmen en tournée en Italie avec l'Opéra de Lombardie (à Crémone, Brescia et Pavie). En 2018, il emmène sa Norma à Mascate (Sultanat d'Oman) puis sa Carmen à Côme (Italie).

En janvier 2019, Lionel Lesire réalisera les décors et les costumes de La Bohème (Puccini) en Avignon.