Realitzà estudis de violí a la seva ciutat natal i després al Conservatori de París. S’inicià professionalment com a violinista en orquestres parisenques, de primer en algunes de modestes, com la del Théâtre du Gymnase, i després del 1850 ja a la de l’Òpera de París. Ocupà també el lloc de violinista a l’Orquestra de Concerts Pasdeloup i a la Societat de Concerts del Conservatori. Aviat mostrà el seu interès per establir noves temporades de concerts, com les Sessions Populars de Música de Cambra, creades el 1860, al llarg de les quals es presentaren obres de compositors emergents. El 1872 creà un quartet de corda que amb el temps cresqué fins a convertir-se en una orquestra de cambra, dedicada bàsicament a la recuperació de la música de J.S. Bach. Lamoureux fou també un wagnerià convençut: a més d’introduir nombrosos fragments, i fins i tot actes sencers d’òperes wagnerianes als seus concerts, demanà permís a R. Wagner per a representar Lohengrin el 1887, fet que l’enfrontà al corrent nacionalista antiwagnerià, que li dificultà l’empresa. El 1881 feu el primer concert al capdavant de la Société des Nouveaux Concerts, coneguda com a Concerts Lamoureux. A partir de llavors la formació mantingué unes temporades estables i amb el temps es convertí en un referent de qualitat, precisió i rigor interpretatiu. El 1897 el seu gendre, C. Chevillard, passà a dirigir aquesta formació.