Lemhényi ble olympisk mester i vannpolo i OL 1952 i Helsingfors. Han var med på det ungarske laget som vant vannpoloturneringen. Ungarns resultat i finalerunden: 2-2 mot Jugoslavia, 7-2 over Italia og 4-0 over USA. Ungarn og Jugoslavia fikk begge 5 poeng, men Ungarn vant på bedre målforskjell, 13-4 mot Jugoslavias 9-5. Det var 21 lag som deltok i vannpoloturneringen som ble avviklet 25. juli til 2. august1952. Lemhényi spilte to kamper i OL-turneringen og scoret fem mål.
Fire år tidligere, i OL 1948 i London var han med på det ungarske laget som kom på andreplass i vannpolo bak Italia. Lemhényi spilte seks kamper og scoret tre mål.
