Karierę zaczynał w teatrze i telewizji. Ale sławę zyskał dzięki kinowemu debiutowi. W 1957 roku zrealizował „12 gniewnych ludzi" – dramat sądowy z Henrym Fondą w roli głównej. Ten film uczynił z Lumeta żywą legendę w Hollywood. Miano jednego z najwybitniejszych amerykańskich reżyserów potwierdził w latach 70., kręcąc m.in. „Serpico", „Morderstwo w Orient Ekspresie", „Sieć" i „Pieskie popołudnie". Był czterokrotnie nominowany do Oscara, jednak statuetki nigdy nie zdobył. W 2005 roku otrzymał od Akademii nagrodę za osiągnięcia życia.
Lumeta charakteryzowała wrażliwość na problemy społeczne oraz mechanizmy funkcjonowania wymiaru sprawiedliwości (zarówno sądów jak też policji) i mediów.
Miał świetną rękę do aktorów. Kapitalne kreacje w jego filmach tworzyli, m.in. Al. Pacino, Faye Dunaway i Paul Newman.
Do końca zachował znakomitą formę. W 2007 roku zrealizował poruszający dramat sensacyjny „Nim diabeł dowie się, że nie żyjesz".