原籍辽宁庄河。生于辽宁安东(今丹东),卒于北京。20世纪40年代,吕宪昌在伪“满映”学习录音,并以第一名的成绩毕业,之后进入到伪“满映”任录音机械员及录音助理。1945年8月,日本投降后,吕宪昌加入“东北电影工作者联盟”。1946年,任东北电影制片厂录音科科长兼录音师,正式投身于人民电影声音事业。1946年,响应中国共产党的号召,在6月1日前参与完成了将原伪“满映”录音设备整体搬迁至北满根据地——兴山的工作,为人民电影的发展奠定了坚实基础。在兴山时期,吕宪昌和录音科的同事们在一个小学校里创建了人民电影的第一个电影录音基地。
1947年,完成了《民主东北》和《皇帝梦》等影片的声音创作。1948年9月,担任故事片《桥》的录音师,采用同期录音。1954年,随“中国电影工作者赴苏实习团”赴苏联学习,结束时获得了苏联电影录音工程师的职称。1956年,从苏联学成归来后留在了北京电影制片厂工作,肩负起创建北影厂录音车间的重任。他先后担任录音师、录音工程师、总录音师等职务,其间不断改装旧设备、开发新工艺,为新进设备进行测试、安装和调试,保证了《祝福》《老兵新传》等影片的拍摄录制。同时,他还积极筹划北影厂音乐录音棚的建设,为《风暴》《革命家庭》《红旗谱》等许多电影的音乐录音和混合录音创造技术条件。1959年,在中国第一部宽银幕立体声影片《万水千山》中担任录音师。1961年,在《洪湖赤卫队》中担任录音师。1965年,在音乐舞蹈史诗电影《东方红》中担任录音师。1969年,参与试制成功中国第一台钢板混响器。1982年,参与中日合拍电影《一盘没有下完的棋》的声音创作和录音制作,获日本每日电影奖录音奖和日本电影电视技术学会颁发的电影录音技术特别奖。
吕宪昌参与录音的电影作品还有《智取威虎山》《龙江颂》《南征北战》《草原儿女》《伤逝》等。同时,他还是一位电影声音理论家,先后发表了《立体声影片录音方法和工艺过程》《胶片加工与感光录音的关系》等一系列论文,并编译《关于音乐录音》《音响学》等诸多教材、文论和译著数十万字。他是新中国电影声音事业的奠基人和开拓者之一,为新中国的电影声音事业作出了重要的贡献,被誉为“新中国电影录音的一面旗帜”。