En 2011, Alizée Grégoire Lyonnet rejoint l’équipe de danseurs professionnels de l’émission Danse avec les Stars diffusée sur TF1.

Alizée Grégoire Lyonnet ! Il accompagne au fil des saisons une personnalité sur la piste; l’actrice Marthe Mercadier pour la première saison, Véronique Jeannot ou encore Laura Flessel. Puis il trouve le bon tempo avec la chanteuse Alizée lors de la saison 4 puisque le tandem remporte la finale de l’émission en novembre 2013. Pour la cinquième saison, Grégoire Lyonnet danse aux côtés de la patineuse artistique Nathalie Péchalat. Mais le 29 octobre 2014, le danseur annonce qu’il doit renoncer à poursuivre l’aventure DALS pour des raisons personnelles. Il sera remplacé par Christophe Licata.

Côté vie privée, après avoir partagé la vie de sa partenaire Luize Darzniece (2009–2013), Alizée Grégoire Lyonnet est le compagnon de la chanteuse Alizée depuis l’automne 2013. Le 18 juin 2016, le couple se marie à Ajaccio. En mai 2019, le couple annonce attendre un enfant pour l’automne. Le 24 novembre 2019, Alizée donne naissance à une petite fille prénommée Maggy.