Im Alter von zehn Jahren startete Premat seine Rennfahrer-Karriere im Kartsport. über die französische Junior-Serie Formel Campus ging es 2001 in die Formel Renault. 2003 folgte der Schritt in die Formel 3 Euroseries, in der er unter anderem das prestigeträchtige Rennen in Macau gewinnen konnte.
Der rasante Aufstieg führte Premat 2005 in die Formel 1-Nachwuchsserie GP2. Zunächst bildete er mit Nico Rosberg ein Duo beim ART-Team, dann folgte Lewis Hamilton als Teamkollege. Im Schatten der heutigen F1-Stars gingen der vierte bzw. dritte Gesamtrang fast ein wenig unter. Weniger bekannt ist auch, dass der Mann aus Paris 2006 in beim GP China vom Spyker-Team als Freitagstestfahrer eingesetzt wurde.
2007 entschied er sich dann für einen Einstieg in den Tourenwagensport. Beim Audi-Team Phoenix durfte er einen Vorjahres-A4 pilotieren. Doch der Einstieg verlief alles andere als reibungslos: Direkt beim Debüt krachte Prémat in den Boliden von Markenkollege Tom Kristensen, zog sich einen Riss im Lendenwirbel zu und musste ein Rennen pausieren. Anschließend fuhr der Franzose jedoch regelmäßig in die Punkte und konnte in Zandvoort mit Rang zwei sogar seinen ersten Podiumsplatz feiern. Hätte nicht die Audi-Stallregie dazwischengefunkt, wäre sogar der erste Sieg möglich gewesen.
2008 konnte Premat das Kunststück wiederholen, als er ausgerechnet beim Heimrennen in Le Mans auf Platz drei erneut an der Champagnerdusche teilnehmen durfte. In der Gesamtwertung fuhr er mit unterlegenem Material auf einen respektablen elften Platz und wurde damit bester Audi-Jahreswagenpilot. 2009 nahm Prémat die Saison ebenfalls in einem Jahreswagen in Angriff. Allerdings blieben Podiumsplätze aus. Das Finale in Hockenheim wurde für Prémat mit dem vierten Platz zum besten Rennen des Jahres. 2010 geht er wieder in einem Jahreswagen ins Rennen.
