Né en juin 1890[3], engagé pour 3 ans au Bataillon de sapeurs télégraphistes de Nice (5e RG), le , il entre comme aspirant à l'École d'administration de Vincennes en . En , il est officier d'administration des services du génie et est envoyé à Batna, en Algérie. Rapatrié à l'approche de la Première Guerre mondiale, il est muté au 8e régiment du génie le comme sous-lieutenant. Dans cette même unité, il sera promu d'abord lieutenant le , puis capitaine le , date à laquelle il est nommé chef du service télégraphique de la subdivision de Taza, au Maroc. En 1920, il est muté au 33e bataillon du génie à Oujda. Après un stage à l'École militaire de Versailles en 1921, il est affecté de nouveau au Maroc, au 41e bataillon du génie à Casablanca, en . En 1923, rentré en France, il sert au 8e RG et repart pour le 41e BG comme commandant du parc de transmissions le . Lucien Merlin est promu chef de bataillon le . En il sert au 45e bataillon du génie à Hussein Dey, au 19e régiment du génie en , au 41e BG en 1937, année au cours de laquelle il est promu lieutenant-colonel. Le , il commande le 41e bataillon du génie et simultanément, est directeur des transmissions au Maroc. Il prend le commandement des transmissions d'Afrique du Nord le . En 1940, il est affecté comme commandant du 19e RG, puis, le , comme commandant du 41e BG. Le , Lucien Merlin est promu colonel et reprend le commandement des transmissions à Alger le de la même année.
En juin 1942, l'arme des transmissions est créée, et pour combler le déficit en hommes instruits des unités de l'armée d'Afrique, le colonel Merlin prévoit de recruter des auxiliaires féminines[4]. Toutefois, ce n'est qu'après le débarquement allié en Afrique du Nord le qu'il réussit a former Corps féminin des Transmissions (CFT)[5], regroupant 2000 jeunes femmes, surnommées les « Merlinettes » par les soldats. Celles-ci participent aux campagnes de Tunisie, d'Italie et de France[5]. Certaines sont parachutées en zone occupée et plusieurs d'entre elles payent de leur vie la Libération de la France[5].
En novembre 1942, il est nommé commandant des transmissions auprès du général en chef commandant les Forces terrestres et aériennes en Afrique française. Général de brigade en , Lucien Merlin devient commandant des transmissions du Corps expéditionnaire français le . En novembre 1943, le général Merlin est commandant des transmissions des Forces de terre, de mer et de l'air et directeur général du service des transmissions.
Le , le général Merlin se voit confier les responsabilités suivantes :
commandant des transmissions des Forces de terre, air et mer ;
directeur général des services de transmissions au Commissariat à la guerre ;
commandant des transmissions des Forces terrestres en Afrique du Nord.
Le , il est nommé inspecteur des Transmissions et promu général de division quelques mois plus tard, le . Le , il devient inspecteur technique du service et du matériel des transmissions et le est chargé de mission pour les télécommunications en Afrique du Nord.
Atteint par la limite d'âge de son grade en , Lucien Merlin quitte l'armée d'active.
