Rémy juga pernah menjadi pemain internasional Prancis di level U-20 dan U-21. Ia mendapatkan cap pertamanya untuk tim senior pada bulan Juni 2009 dalam pertandingan melawan Nigeria, dan juga bermain di Piala Dunia FIFA 2014.
Karier klub Rémy dimulai ketika ia bermain untuk tim remaja ASPTT Lyon yang dilatih oleh René-Jean Jacquet, saudara dari manajer Aimé Jacquet. Setelah terlihat oleh para pencari bakat Lyon, ia bergabung dengan akademi remaja klub tersebut. Selama berlatih di Centre Tola Vologe, Rémy berlatih bersama pemain-pemain seperti Karim Benzema, Anthony Mounier, dan Hatem Ben Arfa. Setelah beberapa tahun berada di akademi, pada tanggal 11 Oktober 2006, Rémy menandatangani kontrak profesional pertamanya dengan durasi tiga tahun. Tiga hari kemudian, pada tanggal 14 Oktober, ia melakukan debut profesionalnya dalam pertandingan Derby du Rhône melawan Saint-Étienne sebagai pemain pengganti, pada menit ke-73, menggantikan Sylvain Wiltord. Rémy mendapatkan kesempatan pertama untuk menjadi starter pada bulan berikutnya, pada tanggal 11 November, bermain selama 82 menit dalam kemenangan 1-0 melawan Sedan.
Pada musim 2007-2008, Rémy dipromosikan secara permanen ke tim senior setelah diberikan nomor punggung 12. Meskipun berada di tim utama, ia sering bermain dengan tim amatir Lyon di divisi keempat. Rémy hanya tampil dalam enam pertandingan liga selama musim gugur bersama Lyon. Untuk meningkatkan waktu bermainnya, pada tanggal 31 Januari 2008, Lyon mengumumkan bahwa Rémy akan dipinjamkan ke klub Ligue 1 lainnya, RC Lens. Kesepakatan tersebut juga mencakup opsi pembelian, yang diperkirakan berada dalam kisaran €8-10 juta. Rémy mendapatkan nomor punggung 9 dan melakukan debut pada tanggal 9 Februari 2008 dengan mencetak gol profesional pertamanya dalam kemenangan tandang 4-1 melawan Caen. Dua minggu kemudian, ia mencetak gol dalam kemenangan 5-4 melawan Le Mans dalam pertandingan semifinal Coupe de la Ligue. Rémy bermain selama 96 dari 120 menit pertandingan. Pada tanggal 15 Maret, di hadapan lebih dari 40.000 pendukung Lens, ia mencetak gol yang seharusnya menjadi gol kemenangan melawan Marseille. Marseille menyamakan kedudukan melalui gol Djibril Cissé di menit-menit akhir pertandingan. Pada Final Coupe de la Ligue 2008 melawan Paris Saint-Germain, Rémy tampil sebagai starter tetapi hanya bermain selama 12 menit sebelum digantikan karena cedera. Lens kalah dalam pertandingan tersebut dengan skor 1-0. Setelah periode peminjaman yang sukses, di mana Rémy tampil dalam 12 pertandingan dan mencetak empat gol, diumumkan bahwa ia akan kembali ke Lyon untuk musim 2008-2009.
Meskipun masih memiliki dua tahun kontrak di Lyon, diumumkan bahwa Rémy akan pindah ke Nice.