Es bicampeón del mundo de 250cc al conseguirlo en las temporadas 2006 y 2007. Para la temporada 2008 Lorenzo pasó a la categoría reina al firmar con el equipo oficial de Yamaha y fue compañero de equipo del siete veces campeón del mundo Valentino Rossi. Aunque Rossi y Lorenzo llevaron la misma montura, usaron diferente proveedor de neumáticos: Mientras Lorenzo usó Michelin, Rossi calzó Bridgestone, tras el buen rendimiento de los neumáticos nipones en 2007.
Jorge Lorenzo en los test del circuito de Jeréz, en 2008.
El 8 de marzo de 2008, Jorge Lorenzo logró la pole en su primera carrera en la categoría reina del motociclismo. Un día después consiguió subir al podium en segunda posición, por detrás de Casey Stoner y delante de Dani Pedrosa en una épica carrera, donde este gran piloto demuestra que estaba preparado para dar un gran futuro al motociclismo español. Su compañero de equipo Valentino Rossi finalizó en quinta posición a más de 8 segundos de diferencia.
En la segunda carrera de la temporada, en el circuito de Jerez, consiguió la segunda pole position de su carrera, haciéndolo por segunda carrera consecutiva, por lo que se convirtió en el primer piloto novato en la categoría reina en hacer dos poles en las dos primeras carreras de la temporada. Posteriormente, ya en carrera, no conseguiría repetir los buenos números conseguidos en los entrenamientos (que le proyectaban como el rival a batir en carrera) y finalizaría en 3ª posición, solo por detrás de su compañero de equipo, el italiano Valentino Rossi y el español Dani Pedrosa.
En el Gran Premio de Portugal (y partiendo por 3ª vez consecutiva desde la pole); consiguió su primera victoria en Moto GP tras abrir un pequeño hueco a mitad de carrera tras haber luchado codo con codo con Valentino Rossi y Dani Pedrosa, que fueron tercero y segundo respectivamente. Alcanzó, además, el liderato del Mundial compartido con Pedrosa, siendo la primera vez en la categoría reina del motociclismo donde se veía primero del Campeonato.
En el 2009 Jorge Lorenzo y su compañero de equipo, Valentino Rossi, protagonizan una de las mejores carreras de los últimos años, en el gran premio de Cataluña, siendo el ganador Rossi quien adelantó a Lorenzo en la ultima curva del circuito.[2] Tras finalizar la carrera Jorge admitió estar orgulloso ya que perdió con el mejor, pero estando orgulloso de su participacion.
De momentoLorenzo está contentocon su escucdería Yamaha y también de su Aprilia. Seguirá compitiendo hasta cororarse el mejor piloto de MotoGP del mundo.
