1853年7月18日洛伦兹生于荷兰阿纳姆。曾就读于莱顿大学，并于1875年获得博士学位。1877年他年仅24岁就成为莱顿的理论物理学教授。洛伦兹在物理学和数学方面有广泛的兴趣。

他的早期工作是来自赫尔曼·冯·赫尔姆霍兹的著作，并开始于他的博士学位论文。洛伦兹整理过麦克斯韦的理论，首次使包括光的反射和折射(弯曲)在内的各种效应可以得到完全解释。

1892年到1904年间洛伦兹发表了一系列论文，论文的中心思想是提出“电子论”。他提出物质的原子和分子包含着小刚体，每个小刚体携带一个正电荷或负电荷。18卯年他把这些带电粒子看作“电子”。通过这些电子的效应，科学中的许多现象得到了解释。洛伦兹相信，物质和称为“以太”的载波介质是不同的实体，它们之间的相互作用以电子作为媒介。他认为光波与物质的相互作用来自于物质中电子的存在，如果这些带电粒子振动起来，就会产生麦克斯韦方程预言的光波。

1895年洛伦兹描述了电磁场中物质带电粒子所受的力，现在称为洛伦兹力。1900年他把已被发现构成阴极射线的带负电的粒子确认为他的理论中的负电子。洛伦兹由于研究磁场对辐射的影响而与皮特·塞曼共同获得1902年的诺贝尔物理学奖。

然而电子论不能解释像光电效应那样的其它现象，事实上这些现象还与洛伦兹理论互不相容，这些异常情况刺激了量子论的发展。

洛伦兹著名的其它工作，是他建议的解决19世纪80年代艾伯特·迈克耳孙和爱德华·莫利关于地球穿过以太运动实验所提出的问题的方法。这种解决方法也由乔治·菲茨杰拉德独立提出来过，所以称为洛伦兹·菲茨杰拉德收缩。洛伦兹扩大了他的概念，并把这种概念置于更加坚实的数学基础之上，于1904年发表了称为洛伦兹变换的最终形式。其中部分理论奠定了爱因斯坦的狭义相对论。

1928年2月4日，洛伦兹在荷兰哈勒姆去世。