Гендрік Антон Лоренц народився 18 липня 1853 року в голландському місті Арнемі. Шести років пішов до школи. У 1866 році, закінчивши школу кращим учнем, Гендрік вступив до третього класу вищої цивільної школи, яка приблизно відповідає гімназії. Його улюбленими предметами стали фізика і математика, іноземні мови. Для вивчення французької та німецької мов Лоренц ходив у церкву і слухав на цих мовах проповіді, хоча в бога не вірив з дитинства.
У 1870 році він поступив в Лейденський університет. З великим інтересом Гендрік слухав лекції університетських професорів, хоча його долю як вченого, мабуть, в більшій мірі визначило читання праць Максвелла, дуже важких для розуміння і названих ним у зв'язку з цим «інтелектуальними джунглями». Але ключ до них, за словами Лоренца, йому допомогли підібрати статті Гельмгольца, Френеля і Фарадея.
У 1871 році Гендрік з відзнакою здав іспити на ступінь магістра, але в 1872 році покинув Лейденський університет, щоб самостійно підготуватися до докторських іспитів. Він повертається в Арнем і починає працювати вчителем вечірньої школи. Робота йому дуже подобається, і незабаром Лоренц стає хорошим педагогом. Удома він створює невелику лабораторію, продовжуючи посилено вивчати праці Максвелла і Френеля.
У 1875 році Лоренц блискуче захищає докторську дисертацію і в 1878 році стає професором спеціально для нього заснованої кафедри теоретичної фізики (однієї з перших в Європі) Лейденського університету. У 1881 році він стає членом Королівської академії наук в Амстердамі.
Вже в докторській дисертації «Про відображення і приломення променів світла» Лоренц намагається обгрунтувати зміну у швидкості поширення світла в середовищі впливом наелектризованих частинок тіла. Під дією світлової хвилі заряди молекул приходять в коливальний рух і стають джерелами вторинних електромагнітних хвиль. Ці хвилі, інтерферируются з первинними, і обумовлюють заломлення і віддзеркалення світла. Тут вже намічені ті ідеї, які призведуть до створення електронної теорії дисперсії світла.
У наступній статті «Про співвідношення між швидкістю поширення світла і щільністю та складом середовища», опублікованій в 1878 році, Лоренц виводить знамените співвідношення між показником заломлення і щільністю середовища, відоме під назвою «формули Лоренц-Лоренца», оскільки датчанин Людвіг Лоренц незалежно від Гендріка  Лоренца прийшов до того ж результату. У цій роботі Лоренц розвиває електромагнітну теорію дисперсії світла з урахуванням того, що на молекулярний заряд, крім поля хвилі, діє поле поляризованих частинок середовища.
У 1892 році Лоренц виступив з великою роботою «Електромагнітна теорія Максвелла і її додаток до рухомих тіл». У цій роботі окреслено основні контури електронної теорії. Світ складається з речовини та ефіру, причому Лоренц називає речовиною «все те, що може брати участь в електричних струмах, електричних зміщуваннях і електромагнітних рухах». «Всі вагомі тіла складаються з безлічі позитивно і негативно заряджених частинок, і електричні явища породжуються зміщенням цих частинок».
У замітці 1892 «Відносний рух Землі і ефіру» вчений описує єдиний, на його думку, спосіб узгодити результат досвіду з теорією Френеля, тобто з теорією нерухомого ефіру. Цей спосіб полягає в припущенні про скорочення розмірів тіл у напрямку їх руху (скорочення Лоренца-Фітцджеральда).
У 1895 році вийшла фундаментальна праця Лоренца «Досвід теорії електричних та оптичних явищ в рухомих тілах». У цій роботі Лоренц дає систематичний виклад своєї електронної теорії. Щоправда, слово «електрон» в ній ще не зустрічається, хоча елементарна кількість електрики було вже названо цим ім'ям. Вчений просто говорить про заряджені позитивно чи негативно частинки матерії - іони і свою теорію відповідно називає «іонною теорією». «Я приймаю, - пише Лоренц, що у всіх тілах перебувають маленькі заряджені електрикою матеріальні частки і що всі електричні процеси базуються на конфігурації та рух цих " іонів "». Лоренц вказує, що таке подання загальноприйнятого для явищ в електролітах і що останні дослідження електричних розрядів показують, що «в електропровідності газів ми маємо справу з конвекцією іонів». Інше припущення Лоренца полягає в тому, що ефір не бере участі в русі цих часток і, отже, матеріальних тіл, він нерухомий. Цю гіпотезу Лоренц зводить до Френеля. Лоренц підкреслює, однак, що мова йде не про абсолютний спокій ефіру, такий вираз він вважає безглуздим, а про те, що частини ефіру покояться один щодо одного і що всі дійсні рухи небесних тіл є рухами відносно ефіру.
Лоренц став розвивати ідеї, викладені ним в «Досвід теорії електричних та оптичних явищ в рухомих тілах», удосконалюючи і поглиблюючи свою теорію. У 1899 році він виступив зі статтею «Спрощена теорія електричних та оптичних явищ в рухомих тілах», в якій спростив теорію, дану їм в «Досвіді».
У 1900 році на Міжнародному конгресі фізиків в Парижі Лоренц виступив з доповіддю про магнітооптичні явища. Його друзями стали Больцман, Він, Пуанкаре, Рентген, Планк і інші знамениті фізики.
У 1902 році Лоренц і його учень Пітер Земан стають нобелівськими лауреатами. У своїй промові при врученні Нобелівської премії Лоренц сказав: «... ми сподіваємося, що електронна гіпотеза, оскільки вона прийнята в різних розділах фізики, веде до загальної теорії, яка охопить багато областей фізики і хімії. Можливо, що на цьому довгому шляху сама вона повністю перебудується ».
У 1904 році він виступив з основною статтею «Електромагнітні явища в системі, що рухається зі швидкістю, меншою за швидкість світла». Лоренц вивів формули, що зв'язують між собою просторові координати і моменти часу в двох різних інерційних системах звіту (перетворення Лоренца). Вченому вдалося отримати формулу залежності маси електрона від швидкості.
У 1912 році, перевидаючи цю роботу, в примітках він визнав, що йому не вдалося повністю поєднати свою теорію з принципом відносності. «З цією обставиною, - писав Лоренц, - пов'язана безпорадність деяких подальших міркувань у цій роботі».
У 1911 році в Брюсселі відбувся I Міжнародний конгрес Сольвеєвських фізиків, присвячений проблемі «Випромінювання і кванти». У його роботі брали участь двадцять три фізика, головував Лоренц. «Нас не покидає відчуття, що ми знаходимося в глухому куті, старі теорії виявляються усе менш здатними проникнути в темряву, що оточує нас з усіх сторін», - сказав він у вступному слові. Він ставить перед фізиками завдання створити нову механіку.«Ми будемо дуже щасливі, якщо нам вдасться хоч трохи наблизитися до тієї майбутньої механіки, про яку йшла мова».
У 1912 році Лоренц пішов на посаду екстраординарного професора кафедри і запропонував своїм наступником який жив тоді в Росії фізика Пауля Еренфеста. У 1913 році Лоренц зайняв посаду директора фізичного кабінету Тейлоровского музею в Гарлемі.
Лоренц був членом багатьох академій наук і наукових товариств. У 1925 році він обраний іноземним членом Академії наук СРСР. У тому ж році в Голландії було урочисто відзначено п'ятдесятиріччя наукової діяльності Лоренца. Це були великі урочистості, що перетворилися, за словами академіка П. Лазарєва, в міжнародний з'їзд. Голландська академія наук засновує «Золоту медаль Лоренца». Учасники урочистостей виступають з вітальними промовами. У відповідь, виступ Лоренца був дуже цікавим ,і як завжди, надзвичайно скромним: «Я безмежно щасливий, що мені вдалося внести свій скромний внесок у розвиток фізики. Наш час минув, але ми передали естафету в надійні руки ».
Лоренц був визнаний старійшиною фізичної науки, великим класиком теоретичної фізики і її духовним батьком.
У 1927 році відбувся V Сольвеєвських конгрес з проблеми «Електрони, фотони і квантова механіка». Як і на всіх попередніх, головою конгресу був Лоренц.
 4 лютого 1928 Лоренца не стало. У Голландії був оголошений національний траур. На похорони великого фізика прибули вчені з різних країн. Від Голландської академії наук виступав Еренфест, від Англії - Резерфорд, від Франції - Ланжевен, від Німеччини - Ейнштейн.
«Його блискучий розум вказав нам шлях від теорії Максвелла до досягнень фізики наших днів. Саме він заклав наріжні камені цієї фізики, створив її методи. Образ і праці його будуть служити на благо і просвітництву ще багатьох поколінь », - сказав Ейнштейн над прахом Лоренца.