Nach dem Besuch des Gymnasiums kam Lenné zur Ausbildung als Gärtner zu seinem Onkel Clemens Weyhe nach Brühl. Studienreisen führten ihn 1809 erstmals nach Süddeutschland, 1811 nach Paris und 1812 in die Schweiz. 1816 wurde er als Gartengehilfe in Potsdam-Sanssouci angestellt. 1818 wurde er Mitglied der Königlichen Gartenintendantur, 1824 Gartendirektor und 1854 General-Gartendirektor der königlichen Gärten in Preußen. Schwerpunkt seiner umfangreichen Tätigkeit war die Berlin-Potsdamer Kulturlandschaft mit den Parks von Potsdam, Babelsberg, Klein-Glienicke, der Pfaueninsel und dem Tiergarten in Berlin. Zahlreiche Landschaftsparks der Mark Brandenburg wurden von ihm entworfen. Seit 1853 war Lenné Mitglied der Preußischen Akademie der Künste. Die Universität Breslau ehrte ihn 1861 mit der Ehrendoktorwürde. Friedrich Wilhem IV. schenkte ihm ein Grundstück mit einer Villa, dem späteren Café Dobrin in der Potsdamer Lennéstraße. Lenné wurde auf dem Kirchhof in Bornstedt neben seiner Gattin Friederike, geb. Voß, bestattet.