Dirichlets Großvater stammte aus Verviers (heute Belgien, damals Hochstift Lüttich) und siedelte nach Düren über, wo er eine Tochter einer Dürener Familie heiratete. Der Vater des Großvaters trug als erster zur Unterscheidung von seinem Vater den Namen Lejeune Dirichlet („der junge Dirichlet“). Der Name Dirichlet entstand aus Le jeune de Richelette („der Junge aus Richelette“) nach einem kleinen, heute belgischen Ort,[5] worauf sich die Aussprache [ləˈʒœn diʀiˈʃleː] gründet.
1825 machte er erstmals auf sich aufmerksam, indem er zusammen mit Adrien-Marie Legendre für den Spezialfall die Fermatsche Vermutung bewies: Für existiert keine nichttriviale ganzzahlige Lösung der Gleichung
. Später lieferte er noch einen Beweis für den Spezialfall ; die Allgemeingültigkeit dieses Satzes konnte erst 1994 bewiesen werden.
Dirichlet forschte im Wesentlichen auf den Gebieten der partiellen Differentialgleichungen, der bestimmten Integrale und der Zahlentheorie. Er verknüpfte die bis dahin getrennten Gebiete der Zahlentheorie und der Analysis. Dirichletreihen sind als Verallgemeinerung der Betafunktion nach ihm benannt. Er gab Kriterien für die Konvergenz von Fourierreihen und bewies die Existenz von unendlich vielen Primzahlen in arithmetischen Progressionen, bei denen das erste Glied teilerfremd zur Differenz aufeinanderfolgender Glieder ist. Nach ihm benannt ist der dirichletsche Einheitensatz über Einheiten in algebraischen Zahlkörpern. Seine neue Art von Betrachtungen der Potentialtheorie wurden später von Bernhard Riemann verwendet und weiterentwickelt. Er beschäftigte sich auch mit mathematischer Physik (unter anderem Gleichgewichtsfiguren rotierender Flüssigkeiten). Das nach Dirichlet benannte Variationsprinzip wurde später von Ray William Clough (1920–2016) u. a. zur Grundlegung der Finite Elemente Methode (FEM) herangezogen[13]. Seine Vorlesungen über Zahlentheorie wurden nach seinem Tod von Richard Dedekind herausgegeben und mit einem berühmten eigenen Anhang versehen. Dirichlet war zu seiner Zeit für die (nach damaligen Verhältnissen) Strenge seiner Beweise bekannt. Carl Gustav Jacobi schrieb in einem Brief an Alexander von Humboldt am 21. Dezember 1846: Wenn Gauß sagt, er habe etwas bewiesen, ist es mir sehr wahrscheinlich, wenn Cauchy es sagt, ist ebensoviel pro wie contra zu wetten, wenn Dirichlet es sagt, ist es gewiß.[14]
In Dirichlets Haus in Göttingen musizierten der Geiger Joseph Joachim und Agathe von Siebold, die zeitweilige Verlobte von Brahms. Dort besuchte ihn im Juni 1856 Karl August Varnhagen von Ense aus Berlin und beschrieb in seinen Tagebüchern das Haus, den Garten und dessen Pavillon.[15]
An der Weierstraße 11 in Düren, wo Dirichlets Geburtshaus stand, erinnert eine Gedenktafel an Dirichlet. Der Dirichletweg in Düren ist nach ihm benannt.
Verfahren, die auf Dirichlet zurückgehen oder nach ihm benannt sind
Richard Dedekind (Hrsg.): Vorlesungen über Zahlentheorie. Friedrich Vieweg und Sohn, Braunschweig 1863 1871 1879 1894 (nach Vorlesungen Dirichlets vom Winter 1856/57 herausgegeben und ergänzt von Richard Dedekind) archive.org bei Google Books: 1. Auflage; im Internet-Archiv: 2., 2., 2., 2., 3., 3., 3., 3., 4., 4. Auflage; beim GDZ: 2. Auflage
F. Grube (Hrsg.): Vorlesungen über die im umgekehrten Verhältniss des Quadrats der Entfernung wirkenden Kräfte, B. G. Teubner, Leipzig 1876 1887 (nach Vorlesungen Dirichlets vom Winter 1856/57; im Internet-Archiv: 1., 1. Auflage; bei der Cornell University: 2. Auflage)
G. Lejeune Dirichlet’s Werke. In zwei Bänden, Georg Reimer, Berlin
Sebastian Hensel: Gustav Peter Lejeune Dirichlet in Die Familie Mendelssohn 1729–1847. Nach Briefen und Tagebüchern Band 1, 6. Auflage, B. Behr’s Verlag, Berlin 1888, Digitalisat, S. 349–357
↑Martin Schwarzbach: Kölner Abiturienten -- Spätere Naturforscher. In: Martin Schwarzbach (Hrsg.): Naturwissenschaften und Naturwissenschaftler in Köln zwischen der alten und der neuen Universität (1798–1919). Böhlau, Köln 1985, S.106.
↑Hans-Günter Klein: Die Familie Mendelssohn. Stammbaum von Moses Mendelssohn bis zur siebenten Generation (2. Auflage), Staatsbibliothek Berlin – Preußischer Kulturbesitz, Berlin 2007, S. 19
↑Holger Krahnke: Die Mitglieder der Akademie der Wissenschaften zu Göttingen 1751–2001 (= Abhandlungen der Akademie der Wissenschaften zu Göttingen, Philologisch-Historische Klasse. Folge 3, Bd. 246 = Abhandlungen der Akademie der Wissenschaften in Göttingen, Mathematisch-Physikalische Klasse. Folge 3, Bd. 50). Vandenhoeck & Ruprecht, Göttingen 2001, ISBN 3-525-82516-1, S. 148.