W sierpniu 1930 roku kardynał Liénart wyznaczył Lefebvre'a na stanowisko kuratora parafii w Lomme na przedmieściu Lille. Lefebvre już wcześniej poprosił o pozwolenie na wstąpienie do Zgromadzenia Ducha Świętego, lecz kardynał nalegał na odroczenie decyzji. W lipcu 1931 roku Liénart zwolnił Lefebvre'a z diecezji i we wrześniu Lefebvre w Orly rozpoczął nowicjat w Zgromadzeniu. Dnia 8 września 1932 ślubował wierność zgromadzeniu na okres trzech lat, ale 28 września 1934 złożył śluby wieczyste.
Jako członek Zgromadzenia Lefebvre objął stanowisko wykładowcy w seminarium św. Jana w Libreville w Gabonie. W roku 1934 został rektorem seminarium. Był przełożonym wielu misji prowadzonych przez Zgromadzenie w Gabonie: św. Michała w Ndjole (od maja 1938 do sierpnia 1939), św. Marii w Libreville (grudzień 1939 – sierpień 1940), św. Pawła w Donguila (sierpień 1940 – kwiecień 1943) i wreszcie św. Franciszka Ksawerego w Lambaréné (kwiecień 1943 – październik 1945). W październiku 1945 roku Lefebvre został wezwany do Francji i objął obowiązki rektora seminarium Zgromadzenia w Mortain.