Due volte campione del mondo nella classe 250, esordisce nella classe regina nel 2008 nel team ufficiale Yamaha, guadagnandosi subito il titolo di “Rookie of the bear”, con una vittoria e 6 podi. Nella stagione successiva Jorge Lorenzo mette a segno quattro vittorie e sette podi, che gli valgono la seconda piazza del mondiale, battuto solo dal compagno di squadra Valentino Rossi. Nel 2010 dodici podi nelle prime dodici gare mettono il sigillo al suo primo titolo mondiale della MotoGP. Dopo il secondo posto nella stagione 2011, il maiorchino si rifà l'anno successivo: su 18 gare si ritira due volte, ma nelle restanti è sempre a podio, il peggior risultato è il secondo posto, e a Phillip Island, con una gara d'anticipo, arriva il titolo. Nel 2013 ottiene 8 vittorie e un totale di 14 podi, ed è secondo in classifica, nel 2014 11 podi e solo 2 vittorie, chiude terzo. Il 2015 non inizia bene per Lorenzo, nelle prime tre gare non va a podio neanche una volta, ma dal GP di Jerez inizia a inanellare risultati positivi, fino a conquistare, all'ultimo GP di Valencia, il suo terzo titolo mondiale della top class. Il 2016 è una stagione altalenante, chiusa comunque al terzo posto con quattro vittorie. Nel 2017 la sfida più grande, con il passaggio in Ducati che non porta i risultati sperati, ma tante difficoltà. Va meglio il 2018 con tre vittorie, ma l'avventura con le rosse finisce. Nel 2019 il passaggio a Honda