Lorenzo lahir di pulau Balearic Mallorca, Spanyol pada tanggal 4 Mei 1987. Ia mulai mengendarai sepeda motor di rumah di usia tiga dan dalam bulan meminum dua roda yang bersaing dalam balapan pertamanya minicross. Pada tahun 1995, berusia delapan, ia memenangkan Balearic judul dan diikuti bahwa sampai tahun berikutnya dengan mengambil Island minicross, percobaan, minimoto dan SMP motorcross judul.
Lorenzo lulus untuk balap jalanan dan kompetisi nasional pada tahun 1997 dan tidak butuh waktu lama untuk menyesuaikan, memenangkan Piala 50cc Aprilia pada tahun 1998. Meskipun secara resmi menjadi terlalu muda, dispensasi khusus pada tahun 2000 memungkinkan dia untuk bersaing di seri 125cc Spanyol pada usia 13 dan ia membuat sejarah pada tahun berikutnya ketika bersaing di Eropa dan menjadi pemenang termuda dari ras 125cc Eropa.
Para remaja dewasa sebelum waktunya, sekali lagi menunjukkan usia yang tidak ada batas untuk kenaikan cepat menanjak balap sepeda motor, membuat perampokan pertama ke panggung dunia dengan Derbi di Grand Prix Spanyol di Jerez pada tahun 2002, putaran ketiga musim. Dia tidak mencapai usia 15 hukum sampai hari Sabtu dan karenanya merindukan hari pertama latihan tetapi tidak terpengaruh ini dan terkesan pedok dengan kualifikasi untuk lomba, penyemenan posisinya di Kejuaraan Dunia selama musim sebagai ia harus mengatasi dengan sirkuit. Para Mallorca muda memukul waktu besar pada musim berikutnya, memenangkan pertama 125cc Grand Prix di Rio de Janeiro dan kemudian akan memenangkan tiga balapan musim berikut, finishing keempat pada tahun 2004 dan mengambil penghitungan podium ke sembilan sebelum melakukan langkah ke atas kelas seperempat liter dan beralih ke Honda mesin.
Podium enam dan empat tiang posisi di musim rookie 250cc disegel kelima dalam kejuaraan dan, dengan pindah ke tim pabrikan Aprilia, tahun 2006 luas diperkirakan akan menjadi tahun-nya yang menentukan. Lorenzo memang melampaui semua harapan di tahun 2006, mendominasi kelas dengan delapan menang dan rekor menyamai sepuluh tiang, clinching gelar juara dunia pertamanya meyakinkan. 2007 melihat lebih sama dan sembilan yang luar biasa posisi tiang melihatnya menang dari setiap satu dari mereka, mengklaim gelar juara dunia kedua di putaran kedua dari belakang di Sepang. Dia juga menjadi pembalap paling sukses Spanyol 250cc sepanjang masa dalam proses.
Dia bergabung dengan Yamaha tahun 2008 dan meledak ke adegan MotoGP dengan posisi tiang beredar pada putaran pembukaan di Qatar, sebelum menyelesaikan kedua dalam lomba. Posisi tiang kedua dan naik podium lagi di babak kedua terbukti itu adalah kebetulan, sebelum ia pergi untuk mengambil tiang ketiga yang luar biasa dan kemenangan perdana layak pada balapan ketiga di Estoril. Ia kembali ke bumi dengan benjolan di Cina, saat kecelakaan dalam praktek melihatnya patah kedua pergelangan kaki, meskipun ia berjuang untuk menyelesaikan keempat dalam lomba sebelum kembali dengan podium lain waktu berikutnya di Perancis.
Bagian tengah musim sulit bagi pembalap Spanyol berusia lebih crash beberapa meninggalkannya dengan luka lebih lanjut dan kepercayaan usang, tapi dia tidak pernah menyerah dan berhasil kembali ke mengklaim dua podium lagi. Ia menyelesaikan musim di posisi keempat sebagai rookie tahun, para debutan yang paling sukses sejak awal era empat-stroke. Musim 2009 menyaksikan Lorenzo mengambil empat kemenangan, berdiri di podium sembilan kali sebuah tambahan dan hanya kehilangan sekali dalam semua 17 putaran pada kualifikasi baris depan, sebuah acara yang luar biasa dari konsistensi. Dia adalah penantang kejuaraan hanya Rossi di paruh kedua musim ini dan sekali kesempatan yang hilang ia fokus pada pengamanan nomor dua tempat, yang sepatutnya lakukan di Valencia.
Musim 2010 melihat dia mengambil mana ia tinggalkan pada tahun 2009, dengan perjuangan untuk rekan setimnya Rossi dari lomba pertama. Segera menjadi jelas bahwa Lorenzo adalah orang untuk mengalahkan musim lalu, Mallorca muda melanjutkan dengan jam hingga perlombaan sembilan mengesankan menang dalam perjalanan untuk mengamankan pertama di MotoGP judul Kejuaraan Dunia. Dengan demikian ia juga memecahkan rekor jumlah poin yang diterima dalam satu musim, mengumpulkan 383 oleh balapan terakhir di Valencia.
Untuk 2011 MotoGP Championship Juara Dunia kemudian memerintah bekerja sama dengan mitra balap baru, MotoGP 2010 Rookie of the Year Ben Spies. The Texas pindah dari theTech3 Tim Yamaha untuk bergabung pakaian Pabrik Yamaha Racing dalam tawaran untuk kemuliaan. Lorenzo dimasukkan ke dalam pertarungan bersemangat untuk mempertahankan gelarnya, merekam memenangkan perlombaan tiga dan total sepuluh kali naik podium selama musim. Sebuah kecelakaan serius saat ronde 16 di Phillip Island membawa akhir dini untuk musim Mallorca itu, mengamankan kedua di klasemen akhir dengan 260 poin.
Tahun 2012 Yamaha Factory Racing baris tetap tidak berubah sampai dengan Lorenzo terus Spies pasangan ketika mereka mulai era baru MotoGP 1000cc. Sebuah angka semakin populer dengan fans, julukan Lorenzo 'X Fuera' (digambarkan dengan sebuah salib merah di helm), adalah sebuah referensi terhadap gaya flamboyan menyalip luar nya