Fill del pintor Jules Lefebvre (1805-1882), estudià dret abans de dedicar-se a la música. Al Conservatori de París estudià amb A. Thomas i el 1870 guanyà el Premi de Roma amb la seva cantata Le jugement de Dieu. Tornà a París el 1873 després de viatjar per Grècia i l’Orient. El 1884 i el 1891 guanyà el Premi Chartier per a composicions instrumentals de cambra. Com a compositor cultivà els gèneres més diversos, des de la cançó fins a la música instrumental, l’òpera (Djelma, 1894) i l’oratori (Judith, 1877). El 1893 succeí a B.B. Godard com a professor de música de cambra al Conservatori de París. Escriví el llibre Les formes de la musique instrumentale.