Fils de chef de gare, il est né dans le train à Lufu-Toto dans le Kongo central (Zaïre). À l'âge de douze ans, il voulait être prêtre mais il découvre l'orgue puis le piano au séminaire des pères blancs, et joue dans les églises, accompagne les chants grégoriens et commence à apprendre le piano[1]. Après l’indépendance de son pays, Ray Lema quitta le séminaire pour intégrer plus tard l’Université de Kinshasa où il poursuit des études de chimie[2]. Faute de piano disponible il apprend à jouer de la guitare et découvre les Beatles, Hendrix, Django Reinhard et le jazz américain[3]. Il quitte ensuite l’université pour devenir guitariste dans le groupe de Gérard Kazembe. Il découvre alors les nuits de Kinshasa et croise les grands de la musique congolaise qui font à l’époque danser toute l’Afrique (Tabu Ley Rochereau, Kabassele, Franco)[2].
Influencé par le saxophoniste Fela Kuti, participant en 1985 à la Caravane Jericho, un collectif d'artistes monté pour obtenir la libération de la star de l'afrobeat alors emprisonné dans son pays[4], il multiplie les rencontres musicales en jouant notamment avec Tony Allen, l'ex-batteur et alter ego de Fela Kuti ou Francis Lassus, l'ex-batteur de Claude Nougaro.
En 1974, Ray Lema est nommé directeur musical du Ballet national du Zaïre, avec pour mission de recruter et diriger l’ensemble des musiciens traditionnels représentatifs de la diversité et de la richesse du pays pour accompagner les danseurs du Ballet national. À l'occasion de ses rencontres, il devient Maître Tambour[2]. Il est notamment chargé de constituer un ensemble traditionnel pour le concert accompagnant le combat de boxe légendaire entre Mohamed Ali et George Foreman à Kinshasa en 1974[4].
Après un violent désaccord avec la Présidence du dictateur Mobutu, il répond à l’invitation de la Fondation Rockefeller en 1979 et part aux États-Unis. Il s’établit finalement en France en 1982, où il réside depuis lors[2]. Il ne retournera au Zaïre, devenu entre-temps la République Démocratique du Congo, que 30 ans plus tard[5]. Parrain et initiateur du projet de l’Université musicale africaine[6] (UMA), Ray Lema travaille à l’établissement d’une école panafricaine supérieure de musique établie sur le continent[2]. Il est nommé porte-parole de l'Unesco[2].