Christian Lehmann wurde am 20. Juli 1934 in Halbau (heute: Iłowa, Polen) geboren und wuchs später in der DDR auf. Nach dem Abitur 1953 begann er ein Studium an der Hochschule für Grafik und Buchkunst Leipzig, das er allerdings nach drei Semestern abbrach; stattdessen begann er 1955 ein Studium im Fachbereich Kamera an der neu gegründeten Deutschen Hochschule für Filmkunst in Potsdam-Babelsberg (heute: Filmuniversität Babelsberg Konrad Wolf). Während des Studiums wirkte er an Filmen seines Kommilitonen Jürgen Böttcher mit und entwickelte dabei ein besonderes Interesse für den Dokumentarfilm. Nach seinem Abschluss im Jahr 1959 erhielt Lehmann eine Stelle im DEFA-Studio für Dokumentarfilme, wo er zunächst als Assistent des Kameramanns Wolfgang Randel bei Filmen des Dokumentarfilmers Joop Huisken fungierte.  

1961 begann Lehmann als selbständiger Kameramann zu arbeiten, wobei Dokumentarfilme den Schwerpunkt seines Schaffens bildeten. Im Lauf der Jahrzehnte arbeitete er mit den wichtigsten Dokumentarfilm-Regisseuren der DEFA. Allein mit seinem vormaligen Kommilitonen Jürgen Böttcher drehte er 14 kurze und lange Filme, darunter "Im Pergamom-Museum" (1962) und "Ofenbauer" (1962), der die aufwändige und logistisch anspruchsvolle 18-Meter-Verschiebung eines 65 Meter hohen und 2000 Tonnen schweren Hochofens im Eisenhüttenkombinat begleitete. Weitere Filme mit Böttcher waren das Jugendporträt "Barfuß und ohne Hut" (1965), "Kindertheater" (1965) und "Der schönste Traum" (1984).

Für Joop Huiskens "Schweißerbrigade" (1962) reiste Lehmann vor Drehbeginn auf die Warnow-Werft in Rostock, um sich mit den Arbeits- und Lebensbedingungen der Arbeiter vertraut zu machen. Heinz Müllers "Spielplatz" (1965) zeichnete ein Porträt des Lebens am Berliner Helmholtz-Platz, Winfried Junges "Auf der Oder" (1969) begleitete deutsche und polnische Eisbrecher auf der zugefrorenen Oder.

Wiederholte Zusammenarbeiten verbanden Lehmann auch mit Karlheinz Mund (u.a. "Memento", 1966, und "Eine Sommerreise", 1969) und Peter Voigt (u.a. "Knabenjahre", 1989, und "Ich bin Ernst Busch", 2000). Für Volker Koepp stand er zwischen 1976 und 1997 bei sechs der sieben "Wittstock"-Filme, über drei Textilverarbeiterinnen im brandenburgischen Wittstock, hinter der Kamera. Weitere gemeinsame Filme waren unter anderem "Das weite Feld" (1976), "In Rheinsberg" (1982), "Berlin-Stettin" (2009) und "Wiederkehr" (2017) – Lehmanns letzte Arbeit.

2015 wurde Christian Lehmann, dessen Filmografie rund 200 Filme umfasst, mit dem Preis der DEFA-Stiftung für sein Lebenswerk ausgezeichnet. Er war mit der Schnittmeisterin Barbara Lehmann verheiratet und lebte in Berlin, wo er am 4. November 2023 nach langer Krankheit starb.