1 березня 1937 року вступив в службу комплектування ад'ютантом навчального керівника берлінського ландверу. З 1 вересня 1939 року — ад'ютант 386-го піхотного полку 218-ї піхотної дивізії. З грудня 1939 року — командир 218-го, з 17 березня 1942 року — 17-го розвідувального дивізіону, з 16 січня 1943 року — 25-го танково-гренадерського полку. З 8 листопада по 15 грудня 1944 року пройшов курс командира човна. З 5 по 23 січня 1945 року — командир 7-ї танкової дивізії, з 9 лютого — 1-ї парашютно-танкової дивізії «Герман Герінг». 12 травня взятий в полон союзниками. 18 червня 1945 року звільнений.
Після війни був науковим представником в Ганновері і активним членом Орденського товариства кавалерів Лицарського хреста. Був похований з військовими почестями в Ганновері. Лемке був останнім живим службовцем 13-го уланського полку.
Wolfgang Keilig: Die Generale des Heeres 1939—1945. Podzun-Pallas-Verlag, Friedberg 1956, S. 195.
Veit Scherzer: Ritterkreuzträger 1939—1945. Die Inhaber des Eisernen Kreuzes von Heer, Luftwaffe, Kriegsmarine, Waffen-SS, Volkssturm sowie mit Deutschland verbündete Streitkräfte nach den Unterlagen des Bundesarchivs. 2. Auflage. Scherzers Militaer-Verlag, Ranis/Jena 2007, ISBN 978-3-938845-17-2.
Walther-Peer Fellgiebel: Die Träger des Ritterkreuzes des Eisernen Kreuzes 1939—1945 — Die Inhaber der höchsten Auszeichnung des Zweiten Weltkrieges aller Wehrmachtteile, Dörfler Verlag, Eggolsheim 2004, S. 236, ISBN 3-7909-0284-5
