Elle entame alors une carrière internationale qui la mène sur les plus grandes scènes du monde : la Scala de Milan, le Royal Opera House de Covent Garden, l’Opéra National de Paris, le Théâtre des Champs-Elysées, le Capitole de Toulouse, la Monnaie de Bruxelles, les Staatsoper de Berlin, Munich et Vienne, l’Opernhaus de Zurich, le Theater an der Wien, le Teatro Real de Madrid, le Liceu de Barcelone, le Festival de Salzbourg, le Festival de Glyndebourne, les Chorégies d’Orange, le Canadian Opera Company de Toronto, l’Opéra de Montréal…
L’ampleur de sa voix, sa ligne magnifiquement tenue alliés à une virtuosité sans faille ainsi que son sens des nuances et du théâtre lui permettent de triompher dans divers répertoires. Son début de carrière est marqué par la musique baroque (Orphée de Gluck, Giulio Cesare, Ariodante, Orlando Furioso, Solomon, Theodora…). Rapidement, l’évolution de sa voix lui permet d’aborder le répertoire français du XIXe siècle (Les Troyens, Pelléas et Mélisande, Samson et Dalila, Carmen…), Rossini (Guillaume Tell, Tancredi, L’Italiana in Algeri…) ou encore Verdi (Mrs Quickly dans Falstaff, Azucena dans Trovatore, Ulrica du Ballo in Maschera…).
En parallèle de sa carrière scénique, Marie-Nicole Lemieux est également invitée à chanter le grand répertoire symphonique avec des orchestres prestigieux (New York Philharmonic, Orchestre Philharmonique de Radio-France et Orchestre National de France, Deutsches Symphonie-Orchester Berlin, Orchestre du Capitole de Toulouse, Orchestre de l’Accademia Santa Cecilia, Los Angeles Philharmonic, London Philharmonia, St. Petersburg Philharmonic Orchestra, Rotterdam Philharmonic Orchestra, Singapore Symphony Orchestra, Orchestre Symphonique de Montréal, les Violons du Roy, Orchestre Métropolitain…), et sous la baguette des chefs de renom tels Myung-Whun Chung, Charles Dutoit, Ivan Fischer, Mikko Franck, Daniele Gatti, Bernard Haitink, Paavo Järvi, Bernard Labadie, Louis Langrée, Kurt Masur, Kent Nagano, John Nelson, Yannick Nézet-Séguin, Gianandrea Noseda, Antonio Pappano, Michel Plasson, Michael Schonwandt, Pinchas Steinberg, Pinchas Zukerman…
L’étendue de sa palette vocale en fait par ailleurs une récitaliste hors pair, interprète reconnue de la mélodie française, russe, ainsi que du lied allemand.
Sa discographie est riche et variée. Outre les enregistrements Vivaldi pour Naïve (l’Orlando furioso — disque récompensé par une Victoire de la musique en janvier 2005 — Griselda, La fida ninfa, le Stabat Mater et le Nisi Dominus…), Marie-Nicole Lemieux a notamment enregistré en soliste les Nuits d’été de Berlioz, les Wesendonck-Lieder de Wagner, les Rückert-Lieder de Mahler, L’Heure Exquise (mélodies françaises avec Daniel Blumenthal), un disque de lieder de Schumann, Ne me refuse pas : airs d’opéra français avec l’Orchestre National de France (couronné par la critique internationale et qui lui a valu le prix international du disque de l’académie Charles Cros), Opera Arias (Gluck, Mozart, Haydn avec les Violons du Roy), Streams of Pleasure (programme Haendel en duo avec Karina Gauvin) et Chansons perpétuelles (récital piano avec Roger Vignoles). Elle entame une collaboration avec Warner Classics dans un programme dédié à Rossini.
Récemment, on a pu l’entendre notamment dans Falstaff à Londres, Vienne, Paris, Milan, Montréal et Toronto, Il Trittico (Zia Principessa et Zita) au Theater an der Wien, L’Italiana in Algeri (Isabella) et Tancredi au Théâtre des Champs-Elysées, Madama Butterfly (Suzuki) au Liceu de Barcelone, au Concertgebouw d’Amsterdam et aux Chorégies d’Orange, Azucena (Trovatore) aux côtés de Plácido Domingo et d’Anna Netrebko à Salzbourg ainsi qu’à Orange, Dalila à l’Opéra de Montréal, Ulrica (Un Ballo in Maschera) à la Monnaie de Bruxelles, Œdipe d’Enesco à Covent Garden… En concert, elle a interprété le Requiem de Verdi (Musikverein de Vienne, Royal Festival Hall de Londres, Tonhalle de Zurich et Philharmonie de Paris), le Poème de l’amour et de la Mer en tournée avec Santa Cecilia, mais également à Cleveland sous la direction d’Antonio Pappano, la 2ème Symphonie de Mahler avec l’orchestre Philharmonique de Radio-France, les Wesendonck Lieder et les Rückert Lieder avec l’Orchestre Symphonique de Québec, Rodelinda et Carmen au Théâtre des Champs-Elysées, Les Troyens (Cassandre) sous la direction de John Nelson…
Elle a également fait une tournée de récitals en Europe avec le pianiste Roger Vignoles (Venise, Rome, Vienne, Zurich, Londres, Bruxelles, Amsterdam, Madrid et Bilbao…) et une tournée de concerts pour la sortie du CD « Rossini Sì, sì, sì, sì ».
Marie-Nicole Lemieux est Chevalier de l’Ordre National du Québec, Compagne des Arts et des Lettres du Québec, membre de l’Ordre du Canada et de l’Ordre de la Pléiade. Elle est également Docteur Honoris Causa de l’Université du Québec à Chicoutimi.