À Culoz, Christophe Lemaitre pratique le handball, le rugby à XV et le football avant de découvrir par hasard l’athlétisme en 2005 à 15 ans au détour de la Fête du sport de Belley9, manifestation proposée par l'Athlétique sport aixois permettant au public de se tester sur des épreuves de sprint10. Repéré par Jean-Pierre Nehr, son premier entraîneur, après avoir réalisé le meilleur temps du 50 m tous âges confondus, il s'inscrit peu après au club d'athlétisme de Belley avant de rejoindre quelques mois plus tard l'Athlétique sport aixois d'Aix-les-Bains où il entame une collaboration avec Pierre Carraz11. Auteur de 11 s 88 sur 100 m, il réalise 11 s 46 un mois plus tard et participe aux championnats de France cadets. Moins d'un an plus tard, alors qu'il a à peine 16 ans, il court déjà le 100 m en moins de 11 secondes (10 s 96).
En 2007, Christophe Lemaitre remporte le titre de champion de France cadet du 60 m, puis améliore le record de France cadet du 200 m (21 s 08). Sélectionné pour les championnats du monde jeunesse d'Ostrava, compétition réunissant les meilleurs athlètes internationaux de moins de dix-huit ans, il termine respectivement quatrième du 100 m et cinquième du 200 m12,13.
