Après avoir gagné le deuxième prix de Rome, il rejoint son père pour préparer la relève du cabinet Mollet.
Louis Mollet est un architecte d'Art déco, il devient architecte local du Crédit lyonnais et Crédit du Nord, architecte chef adjoint du ministère de la Reconstruction et de l’Urbanisme, coordinateur des Bâtiments scolaires à l'Éducation nationale, président de la Société régionale des architectes diplômé par le gouvernement.
En 1933, il est chargé avec son père de réaliser l'agrandissement du palais des Beaux-Arts de Lille. Cet agrandissement porte sur l'aménagement de la cour intérieure du Palais qui n'était jadis pas recouverte pour en faire un atrium[3].
On lui doit également la réalisation du grand escalier du palais des Beaux-Arts de Lille détruite en 1997.