En 1968, il rencontre Brigitte Bardot et lui écrit deux chansons : La Fille de paille et Je voudrais perdre la mémoire. En 1969, avec quelques titres en poche, il part en tournée avec Sylvie Vartan3.

À partir de 1970, sa carrière démarre véritablement. Remplaçant Julien Clerc, il reprend le premier rôle principal de la comédie musicale Hair à la Porte Saint-Martin. Il y triomphe jusqu’en avril 1971, date à laquelle il signe avec le label CBS Disques et enregistre Il, son premier succès grâce à sa voix originale, haut placée et légèrement voilée.

Il sort ensuite De toi, qui se classe n°2 des ventes en France6. Viendront par la suite Les Matins d’hiver (1972), Si tu ne me laisses pas tomber, Les Jours heureux (1973), Le Petit Prince et La Fête des fleurs (1973), Quelque chose et moi (1974), La Ballade des gens heureux (1975), Michèle, Gentil dauphin triste et Voici les clés (1976, traduction d’un succès italien écrit par Cutugno-Pallavicini), Un ami et L’Enfant des cathédrales (1977) et Si j’étais président (1980).

Son album Nostalgies, sorti en 1978, lui vaut un disque d’or7. La Ballade des gens heureux figure dans un grand nombre de listes des plus belles chansons françaises. Les médias qui voient en lui un jeune artiste éternellement candide le baptisent « le Petit Prince » de la chanson4.

Alors qu’il sort de nouveaux titres à succès, son public s’internationalise. Plusieurs de ses chansons sont enregistrées en anglais, allemand, espagnol et italien. Il publie encore les albums Boulevard de l’océan (1979), La Clairière de l’enfance (1980), D’amour ! (1981), Le Soleil des tropiques (1983), Fière et nippone (1985), Heureux qui communique (1988) et Il y a (1993).

Sa carrière connaît son apogée en 1983, lorsqu’il remplit le Palais des congrès de Paris pendant cinq semaines5. En 1986, il reprend en français la chanson du film Top Gun sous le titre Le Bleu des regrets. Cette année-là, à la suite de déboires conjugaux et de problèmes professionnels avec sa maison de disques, dépassé avec ses propres chansons par la vague disco-funk, il décide alors d’arrêter pendant un temps4.

Il tente de relancer sa carrière en 1988 en sortant un nouvel album, Heureux qui communique, qui passe relativement inaperçu. La même année, Antenne 2 le choisit pour représenter la France au Concours Eurovision de la chanson, généralement réservé à des artistes inconnus et débutants. Ce choix a été largement orienté par la Sacem. Il interprète le titre Chanteur de charme dont il a composé la musique et dont il est coauteur avec Claude Lemesle. Le 30 avril 1988, au terme du 33e Concours Eurovision de la chanson à Dublin en Irlande, il décroche une discrète dixième place (sur vingt et un concurrents)8. Après sa participation au concours, Gérard Lenorman a critiqué le Concours Eurovision dans la presse, notamment sur le déroulement des votes entre pays.

Par la suite, il enregistre quelques compilations, continue à donner des spectacles et devient producteur des groupes Indochine et Imagination3.

En 1995, il sort une compilation, Vos plus belles chansons, avec certains titres réenregistrés. Il revient sur scène en France et au Québec. En l’an 2000, il présente au public un nouvel album, La Raison de l’autre avec la chanson La Force d’aimer, qu’il présente toujours sur scène depuis.

Il continue de se produire de manière régulière sur scène, sa dernière tournée a eu lieu en 2010.

En octobre 2011, comme l’a fait aussi Michel Delpech, il sort Duo de mes chansons, où il chante ses chansons avec des chanteurs de la nouvelle génération de la variété française qui lui rendent ainsi hommage, à l’exception de Si j’étais président chanté façon flamenco par Chico et les Gypsies. L’album est triple disque de platine (plus de 300 000 albums vendus) en janvier 20129.

Fin 2011, il collabore avec la chanteuse Anggun et apparaît sur le titre Il, présent sur l’album Echoes.

En 2012, il participe au single caritatif Je reprends ma route en faveur de l’association Les Voix de l’enfant10.

Après avoir longtemps refusé, il accepte de participer dès novembre 2016 à la tournée Age Tendre, aux côtés de nombreux artistes dont Sheila et Hugues Aufray.