W sierpniu 1952 został promowany na generała broni.

Lemnitzer awansował na stopień generała i 8 Armii w marcu 1955. w lipcu 1957 został Szef Sztabu US Army, a we wrześniu 1960 został powołany na Przewodniczącego Kolegium Szefów Połączonych Sztabów.

Jako przewodniczący Kolegium, Lemnitzer zajmował się sprawami nieudanej inwazji w Zatoce Świń oraz w początkowym zaangażowaniu amerykańskim w Wietnamie. Był również zobowiązany do złożenia zeznań przed Komisją Spraw Zagranicznych Senatu na temat jego wiedzy o działalności gen. Edwin Walkera, który został usunięty z armii za rzekome próby promowania swoich poglądów politycznych w wojsku.

W 1962, Lemnitzer zaaprobował plany operacji Northwoods, zakładającej przeprowadzenie przez CIA lub inne agencje rządowe ataków terrorystycznych w miastach USA;