Родоначальники кино - братья Люмьеры. Или Люмьер? Как верно?

Правильно: Луи и Огюст Люмьеры, но братья Люмьер. 

Нерусские фамилии, относящиеся к двум или нескольким лицам, в одних случаях ставятся в форме множественного числа, в других – в форме единственного:
1) если при фамилии имеются два мужских имени, то она ставится в форме множественного числа, например: Генрих и Томас Манны, Август и Жан Пикары, Адольф и Михаил Готлибы; также отец и сын Ойстрахи;
2) при слове братья фамилия тоже обычно ставится в форме единственного числа, например: братья Гримм, братья Шпигель, братья Шелленберг, братья Покрасс; то же при слове сёстры: сёстры Кох. 

Подробнее читайте в источнике: Д. Э. Розенталь "Справочник по русскому языку. Правописание. Произношение. Литературное редактирование".