Lenglet speelde in de jeugd van AMS Montchevreuil en US Chantilly, alvorens hij in 2010 terechtkwam in de opleiding van AS Nancy. Drie jaar daarna maakte de verdediger zijn professionele debuut in het eerste elftal. Op 27 september 2013 werd in de Ligue 2 met 0–0 gelijkgespeeld tegen Arles-Avignon. Na tweeëndertig minuten kwam Lenglet als invaller voor Rémi Walter binnen de lijnen en in de rust werd hij weer gewisseld voor Lossémy Karaboué.[1]
Vanaf het seizoen 2014/15 kwam hij steeds vaker in actie in competitieverband. Op 29 januari 2016 kwam Lenglet voor de eerste maal tot een officieel doelpunt. In de drieënzestigste minuut tekende de centrumverdediger voor de 1–1 tegen Clermont Foot. Uiteindelijk zou Nancy met 3–1 winnen.[2] In het seizoen 2015/16 kroonde Lenglet zich met Nancy tot kampioen, waardoor promotie naar de Ligue 1 bereikt werd. In seizoen 2016/17 speelde de Fransman achttien wedstrijden op het hoogste niveau, voor hij in de winterstop vertrok.
Sevilla
Op 4 januari 2017 vertrok Lenglet naar Sevilla waar hij zijn handtekening zette onder een verbintenis voor de duur van vierenhalf jaar. Met de overgang was circa vijf miljoen euro gemoeid.[3] Op 12 januari 2017 debuteerde hij voor zijn nieuwe ploeg, in de achtste finale van de Copa del Rey tegen Real Madrid (3–3). Op 29 januari 2017 volgde zijn competitiedebuut tegen Espanyol. Nadat Pareja al in de tweede minuut een strafschop veroorzaakte en een rode kaart te zien kreeg, verving Lenglet in de zevende minuut Ben Yedder. De wedstrijd werd uiteindelijk met 3–1 verloren. Op 22 februari 2017, in de achtste finale van de Champions League tegen Leicester City (2–1), speelde Lenglet zijn eerste internationale wedstrijd. Lenglet maakte zijn eerste doelpunt voor Sevilla in de eerste competitiewedstrijd van het seizoen 2017/18 tegen Espanyol. De wedstrijd eindigde in een 1–1 gelijkspel.
Op 1 november 2017 was Lenglet met een kopbal verantwoordelijk voor het openingsdoelpunt tegen Spartak Moskou in de groepsfase van de Champions League. Dit was zijn eerste internationale doelpunt. In de Champions League bereikte Sevilla de kwartfinale, waarin Rojiblancos werd uitgeschakeld door Bayern München. In de Copa del Rey werd de finale gehaald, waarin FC Barcelona met 0–5 te sterk was.
FC Barcelona
In juli 2018 verkaste de centrumverdediger naar FC Barcelona, dat circa 35,9 miljoen euro voor hem betaalde. De Fransman zette zijn handtekening onder een verbintenis voor de duur van vijf seizoenen.[4] Op 12 augustus 2018 debuteerde hij voor Barcelona tegen zijn vorige club Sevilla in strijd om de Supercopa de España. Hij speelde de volledige wedstrijd en Barcelona won met 2–1, waardoor Lenglet direct zijn eerste prijs met zijn nieuwe club won. Op 2 september 2018 speelde hij zijn eerste wedstrijd in de Primera División in het shirt van Barcelona, nadat hij Samuel Umtiti verving bij een 8–2 thuisoverwinning tegen SD Huesca. Drie weken later maakte Lenglet ook zijn basisdebuut in de competitie voor Barcelona tegen Girona (2–2). In de eerste helft van deze wedstrijd werd hij echter al van het veld gestuurd met een rode kaart nadat hij een tegenstander raakte met zijn elleboog.[5]
Op 20 april 2019 was Lenglet voor het eerst trefzeker voor Barcelona. Hij scoorde het openingsdoelpunt in de met 2–1 gewonnen competitiewedstrijd tegen Real Sociedad in Camp Nou. In zijn eerste seizoen bij Barcelona speelde Lenglet in elke wedstrijd van de Champions League en de Copa del Rey. In de eerste competitie werd Barcelona uitgeschakeld in de halve finale door de uiteindelijke winnaar Liverpool, in de Spaanse bekercompetitie werd de finale bereikt, waarin Valencia met 1–2 te sterk bleek. In deze finale gaf Lenglet wel de assist bij het doelpunt van Lionel Messi. Barcelona kroonde zich voor de 26ste maal tot kampioen van Spanje. In zijn tweede seizoen bij Barcelona was Lenglet vaak basisspeler. In oktober 2020 verlengde de centrale verdediger zijn contract tot medio 2026.[6]
Verhuurperiodes
In juli 2022 werd Lenglet voor een seizoen verhuurd aan Tottenham Hotspur.[7] Hij speelde zesentwintig competitiewedstrijden voor Tottenham. Het seizoen erop werd hij opnieuw verhuurd aan een Engelse club, nu aan Aston Villa.[8] Voor deze club kwam hij tot veertien wedstrijden in de Premier League. In augustus 2024 verlengde FC Barcelona het contract van Lenglet tot medio 2027 om zijn salaris over meerdere jaren te spreiden en te verlagen. Vervolgens werd hij direct uitgeleend aan Atlético Madrid.[9]
Lenglet speelde in de jeugdelftallen –16 t/m –21 van Frankrijk. Met de onder 17 nam hij deel aan het EK onder 17 van 2012. Hij speelde in elke wedstrijd van Frankrijk op dit toernooi.
Drie maanden later, op 10 september 2019, was hij voor het eerst trefzeker in het shirt van Frankrijk, opnieuw tegen Andorra. Na een doelpunt van Kingsley Coman was de centrumverdediger verantwoordelijk voor de 2–0. Uiteindelijk zorgde Ben Yedder voor de einduitslag: 3–0.[13]