Militant du Rassemblement pour l'indépendance nationale, Lemieux est membre actif du Comité Vallières-Gagnon en soutien à Pierre Vallières et Charles Gagnon, deux penseurs influents du Front de Libération du Québec. Devant l'édifice de l'ONU à New-York, le 25 septembre 1966, Vallières et Gagnon manifestent pour réclamer le statut de prisonniers politiques pour leurs camarades incarcérés à Montréal et faire connaître au monde entier la lutte de libération nationale du peuple québécois. Ils sont emprisonnés dans une prison de New-York et Vallières y écrit son ouvrage emblématique "Nègres blancs d'Amérique." Expulsés des États-Unis en , ils sont appréhendés au Québec pour homicide involontaire dans le cas de Thérèse Morin, tuée lors d'un attentat à la bombe à l'usine La Grenade, et de Jean Corbo, jeune felquiste qui meurt lors de l’explosion d’une bombe qu’il a lui-même posée à l’usine Dominion Textile. Le fondement des accusations envers Vallières et Gagnon vient de leurs écrits qu'on juge révolutionnaires et qui auraient influencé les attentats meurtriers. Vallières et Gagnon doivent attendre plusieurs mois avant le début des procès qui sont continuellement repoussés. Les autorités ne veulent pas interférer avec l'Expo 67 et ne veulent pas attirer l'attention des journalistes en provenance de l'étranger. Le jeune Robert Lemieux et Bernard Mergler, avocat expérimenté et co-fondateur de la Ligue des droits de l'homme, offrent bénévolement leurs services. Dans sa correspondance avec son amie Claire Dupont, Pierre Vallières n'a que des bons mots pour l'avocat