2023年9月24日，在2023-2024赛季中国杯短道速滑精英联赛呼伦贝尔青年组男子5000米接力决赛A组，吕延鹏所在的内蒙古代表队获得第二名。9月，2023—2024赛季中国杯短道速滑精英联赛（呼伦贝尔站）暨“十四冬”资格赛，青年组男子1000米项目中，吕延鹏获得银牌。 11月，青少年短道速滑世界杯第一站，吕延鹏获得男子1500米银牌。11月，青少年短道速滑世界杯，吕延鹏获得男子1000米（2）B组第二名。12月，青少年短道速滑世界杯男子1500米A组决赛，吕延鹏获得铜牌。12月，青少年短道速滑世界杯第二站，男子3000米接力项目，吕延鹏组成的中国队获得冠军。

2024年1月11日，第十四届全国冬季运动会短道速滑（青年组）比赛，内蒙古队选手吕延鹏参赛。1月12日，在中华人民共和国第十四届冬季运动会短道速滑青年组混合接力的比赛中，由罗宏宇、赵嘉诺、杨茸秒、吴世强、石轩一宁、吕延鹏组成的内蒙古队获得季军。1月14日，第十四届冬季运动会短道速滑青年组男子5000米接力比赛，由罗宏宇、吴世强、巴雅立格、吕延鹏、赵戚组成的内蒙古队获得季军。2月25日，2024年世界短道速滑锦标赛，男接决赛中国队（李坤、吕延鹏、张柏浩、张添翼）获得银牌。