吕彦直设计的中山陵构思巧妙、风格独特，“完全融汇中国古代与西方建筑精神，特创新格，别具匠心，庄严俭朴，实为惨淡经营之作，墓地全局造成一警钟形，寓意深远”建成后，得到海内外专家、学者的盛赞。人们认为，这一设计的特点，概括起来有4条。一是结构完整，聚散巧妙。设计中结合钟山的形势，把孤立的，尺度不大的牌坊、陵门、碑亭、祭堂、墓室贯串于一条中轴线上，用大片的绿地和宽广的石阶，联成一个大尺度的整体，显得庄严雄伟。二是中西一体，珠联璧合。墓圹置于祭堂之后，合乎中国传统观念，祭堂采用中国宫殿式建筑为基调，吸收西洋建筑之长处，墓室则完全采用西洋建筑做法，两者结合可谓天衣无缝，同时运用牌坊、陵门、碑亭等中国古代陵墓的传统形制，再饰以华表，石狮、铜鼎等部件，使整个建筑群既富有中华民族特色，而又别具一格。 [4] 三是气势磅礴，视角见奇。陵墓建筑在山坡上，用392级石阶相连，石阶中缀以8个平台，坡度逐渐加大，视角不断变换（由博爱坊望祭堂，仰角为9°，至碑亭望祭堂，仰角为19°），瞻仰者缘石阶拾级而上，庄严肃穆之感，景仰崇敬之情，不禁油然而生，到达大平台，再回首俯视，不见石阶，仅见平台连成一片，如同平地，令人啧喷称奇。四是简朴庄重，寓意深远。建筑古雅纯正，结构朴实坚固，色彩庄重，整个建筑布局呈一大钟形，“尤有‘木铎警世’之想”（凌鸿勋语）“适成一大钟形，尤为有趣之结构”（李金发语）“形势及气魄极似中山先生之气概及精神”（王一亭语）。 半个多世纪以来，人们传颂着这一钟形布局寓意“暮鼓晨钟”、“警钟长鸣”和体现陵墓主人“必须唤起民众”之精神等等。这就像许多传世之作的艺术效果超越原作者的意境一样，已为吕彦直始料所不及。在陵墓图案展览会上，就有参观者询问过当时在场的吕彦直，请他谈谈设计的想法，吕很直率地回答说，他的设计主要考虑灵柩放于地穴之中，便于后人瞻仰；祭堂宽敞，符合中国传统习惯；不追求华丽，以节省费用等。至于呈“自由钟”形，不过是根据地形作出来的一种偶合罢了。建成后的中山陵与原设计相比，有一些改动，如，原设计镌刻墓志铭的石碑立于祭堂内，后改为大理石座像，另加筑碑亭立谭延?书写的“中国国民党葬总理孙先生于此”的纪念碑。采纳夏光宇建议增加一条480米长的墓道，并将牌坊移至墓道南端。此外祭堂大门也略有改动，还有祭堂原设计采用铜瓦，后因价格昂贵且易招盗窃，经张静江提议，改用蓝色琉璃瓦等。在西方文化逐渐渗透，民族形式的建筑有被取代、湮没危险的当时，中山陵这一由中国建筑师第一次规划设计的大型建筑组群获得成功，对于运用民族形式进行新建筑设计产生了积极影响。以中山陵为起点，当时的首都南京和国内许多城市，都出现了一批中西合璧形式的建筑，形成中国近代建筑的独特风格。对于中山陵，中国著名建筑学家梁思成教授的评价是：“中山陵虽西式成分较重，然实为近代国人设计以古代式样应用于新建筑之嚆矢，适足于象征我民族复兴之始也”。 广州中山纪念堂气势非凡吕彦直主持设计的广州中山纪念堂，为一宫殿式建筑。顶盖蓝色琉璃瓦，地面至屋顶高41米，长、宽各71米，面积为8700平方米，楼上下共5000个座位，其中楼上座位2200个。全部采用悬臂式钢屋架，由跨度约30米的4个三角形桁架成45°相交，构成八角形攒尖屋顶，堂内不见一柱，是当时国内跨度最大的会堂建筑。中山纪念碑（或称中山纪念塔）高37米，共12层，从塔底大门进入大厅，沿螺旋梯拾级而上，可达塔顶，站立塔顶凭窗远眺，珠江横亘，气象万千。塔与纪念堂之间，以300余级石阶相连，气势非凡，海内外人士曾誉为岭南最著名之建筑。1934年，吕彦直在康奈尔大学时的同学，时任北京大学文学院院长的胡适看了这一建筑后说：“中山纪念塔是亡友吕彦直先生设计的，图案简单而雄浑，为彦直生平最成功的建筑，远胜中山陵图案，……看了黄花岗，再看吕彦直设计的中山纪念塔，可以知道这20年中国新建筑学之大进步了。”尽管中山纪念堂因受时代的局限，在通风、采光、传声等方面尚有许多不足之处，但仍不愧为中国近代建筑的杰出作品。 自近代以来，西方多元的建筑文化汹涌而来，中华民族的传统建筑风格受到强烈的冲击，可以说近代是中国建筑风格的转型时期，通过对西方建筑风格的克隆，变异，与融合的过程，把传统的木构架体系与西方的混凝土结构相融合，将儒家思想影响的院落布局与西方的独立别墅融合，经过一个世纪的融合中国现代建筑逐渐有了自己的风格。 在居民建筑上，居住区的建设不仅仅停留在生存、生理需求的生物层次，而是迈向心理和精神上的愉悦的高尚层次，是对美和情的追求。 在文化建筑方面，以甘肃大剧院为例，其结合了水的流动，体现了西部彩陶文化、敦煌文化内涵，特别具有地域色彩、民族色彩，更为推动西部地区文化发展做出了巨大的贡献。
1913年毕业，以庚款公费派赴美国留学，入康奈尔大学（Cornell University），先攻读电气专业，后改学建筑，接受西方学院派教育，5年后毕业。毕业前后，曾作为美国著名建筑师亨利·墨菲（HenryK·Murphy）的助手，参加金陵女子大学（今南京师范大学）和燕京大学（今北京大学）校舍的规划、设计，同时描绘整理了北京故宫大量建筑图案。
1921年回国，途中曾转道欧洲，考察西洋建筑。回国后寓居上海，先在过养默、黄锡霖开设的东南建筑公司供职，从事建筑设计，以设计花园洋房为主，较有名的为上海香港路4号的银行公会大楼。后与人合资经营真裕建筑公司，不久在上海开设彦记建筑事务所，是中国早期由中国建筑师开办的事务所之一。
1924年，他与首批从国外留学归来的庄俊、范文照、张光忻、巫振英等人发起成立中国建筑界第一个学术团体，旨在发展壮大建筑师队伍，开展学术研究。经数年筹备，至1927年冬始成立“中国建筑师公会”，1931年改名中国建筑师学会。
1925年5月，孙中山先生葬事筹备处向海内外建筑师和美术家悬奖征求陵墓建筑设计图案。9月，他以简朴、庄重的钟形图案（指陵园总体），在40多种设计方案评选中，一逾群雄，荣获首奖。不久受孙中山先生葬事筹备委员会之聘，担任陵墓建筑师，监理陵墓工程。1927年5月，由他主持设计的广州中山纪念堂和纪念碑，在28份中外建筑师应征设计方案中，再夺魁首，从此蜚声海内外。 在中山陵主体工程施工中，他不顾个人安危，跋涉于沪宁之间，并长期住宿山上，督促施工。为确保工程质量，选料、监工一丝不苟。终因积劳成疾，于1929年3月18日患肠痈在上海不治逝世，年仅36岁，终生未婚 。同年6月11日，南京国民政府向中国发布第472号褒扬令，全文为：
“总理葬事筹备处建筑师吕彦直，学事优良，勇于任事，此次筹建总理陵墓，计画图样，昕夕勤劳，适届工程甫竣之时，遽尔病逝，眷念劳勚，惋惜殊深，应予褒扬，并给营葬费二千元，以示优遇。此令”
翌年，陵园管理委员会又为吕彦直立纪念碑，石碑上半部为吕彦直半身遗像（由孙中山大理石卧像的作者，捷克著名雕刻家高祺制作），下半部为于右任书写的碑文。文曰：“总理陵墓建筑师吕彦直监理陵工积劳病故总理陵园管理委员会于十九年五月二十八日议决立石纪念”石碑原安放于中山陵祭堂西南角的休息室内，（抗战中不知去向，至今下落不明）。
南京中山陵孙中山塑像在短短4年中，吕彦直除承担中山陵、广州中山纪念堂与纪念碑的设计，主持陵墓工程施工，参与孙中山座像、卧像、棺椁底座和华表、牌坊的设计外，共9次出席了孙中山先生葬事筹备委员会会议，讨论议决分部工程项目、造价、招标、修改图样、施工进度等问题。他还接受国民政府聘请，担任总理陵园计划专门委员，参与陵园区规划及廖仲恺、范鸿仙墓葬地点的选择。在他得知身患不治之症后，仍强忍病痛，在医院绘制“规划首都都市两区（中央政府区、京市区）图案”和“国民政府（包括五院）建筑设计鸟瞰图”留下一生中的最后遗作。弥留之际，他谆谆教诫同事，继承他建设祖国之遗志。赤子之心，感人肺腑。
