Le lanceur partant droitier fait ses débuts dans le baseball majeur pour Saint-Louis le mais est crédité de la défaite dans le revers de 12-7 des Cardinals devant les Giants de San Francisco. Il remporte sa première victoire à son départ suivant le 9 juin contre les Astros de Houston. Il est par la suite assigné à l'enclos de relève et effectue 16 sorties. En 18 matchs et 34 manches et deux tiers lancées en 2011, sa moyenne de points mérités est de 3,12 avec une victoire, une défaite et un premier sauvetage en carrière, réussi le 5 août dans un gain sur les Marlins de la Floride. À cette première saison au plus haut niveau, Lynn célèbre une victoire en Série mondiale 2011 avec les Cardinals. Il apparaît dans 10 parties de séries éliminatoires, chaque fois comme releveur : cinq en Série de championnat de la Ligue nationale contre Milwaukee et cinq en grande finale contre Texas. Il est crédité de la victoire dans le de la finale de la Nationale et le de la Série mondiale.