Nacionalidad española. Perteneciente a la primera promoción de la Escuela de Arquitectura de Madrid, José Segundo de Lema obtuvo el título de arquitecto en 1850. Con anterioridad había trabajado junto al arquitecto mayor de Palacio Domingo Gómez de la Fuente, a quien estaría muy vinculado en sus inicios profesionales como “arquitecto delineante”. A la muerte de su maestro, Lema continuó con dicho empleo pero, curiosamente, no a las órdenes del nuevo arquitecto mayor, Aníbal Álvarez Bouquel; sin embargo, tras la jubilación voluntaria de éste, fue nombrado arquitecto mayor de Palacio y Sitios Reales por Real Decreto de 27 de agosto de 1859.

Nacionalidad española

Sobrino del también arquitecto Francisco de Mora, que fue su protector. A la muerte de éste el rey le otorgó entonces el título de arquitecto mayor que había desempeñado su tío. También le capacitó para el cargo de aposentador y de ayuda de la furriera.
Como arquitecto real emprendió de inmediato obras tan significativas como la modernización del Alcázar, el coro de las Descalzas Reales, el Real Monasterio de la Encarnación y la iglesia de San Gil. Tales intervenciones le convirtieron en un arquitecto plenamente reconocido que comenzó a ejercer una gran influencia sobre la arquitectura de su tiempo.