Γεννημένος στη Μυτιλήνη, αλλά με απώτερη καταγωγή από τη Λήμνο, όπως φανερώνει και το επώνυμό του ο γλύπτης Αθανάσιος Λημναίος υπήρξε μαθητής του σημαντικού δασκάλου της νεοελληνικής γλυπτικής Κώστα Δημητριάδη και σύγχρονος των σπουδαίων γλυπτών του Χρήστου Καπράλου, Λάζαρου Λαμέρα, Κλέαρχου Λουκόπουλου. Φιλοτέχνησε προτομές, ανδριάντες, ηρώα, ελεύθερες συνθέσεις, μετάλλια, στο κλίμα του ακαδημαϊκού ρεαλισμού, εκδηλώνοντας ορισμένες διστακτικές αποκλίσεις προς την αφαίρεση. Με σπουδές στην Ανώτατη Σχολή Καλών Τεχνών, παρακολούθησε ως υπότροφος της Ακαδημίας Αθηνών μαθήματα στη Σχολή Καλών Τεχνών του Παρισιού, όπου ειδικεύτηκε στην τέχνη του μεταλλίου. Επιστρέφοντας στην Ελλάδα, υπηρέτησε στο αλβανικό μέτωπο κατά τον Ελληνοϊταλικό Πόλεμο, από τον οποίο και εμπνεύστηκε θέματα για γλυπτά του. Άσκησε τη λεγόμενη "εφαρμοσμένη γλυπτική", εκείνη των παραγγελιών, χωρίς όμως να προβεί σε οποιεσδήποτε άλλες παραχωρήσεις. Συμμετείχε και τιμήθηκε σε πανελλήνιες εκθέσεις. Δραστηριοποιήθηκε ακόμα συνδικαλιστικά στο Καλλιτεχνικό Επιμελητήριο Ελλάδος, του οποίου διατέλεσε και αντιπρόεδρος. Λάτρης της φύσης και των εκδρομών, άνθρωπος σεμνός, ικανός και στον γραπτό λόγο (ασχολήθηκε με τη συγγραφή διηγημάτων, ποιημάτων και παραμυθιών), εντάσσεται στη χορεία των Ελλήνων εικαστικών καλλιτεχνών που δούλεψαν αθόρυβα. Ευτύχησε να ζήσει σε ατμόσφαιρα ηρεμίας, που του είχε εξασφαλίσει η σύζυγός του Ναυσικά Πρωτοπαπά. Έτσι υλοποίησε τη δική του συμβολή στο πλαίσιο της νεοελληνικής γλυπτικής του 20ού αιώνα.