Hendrik Antoon Lorentz se narodil 18. července 1853 v nizozemském Arnhemu jako syn majitele školky Gerrita Frederika Lorentze a jeho manželky Geertruidy van Ginkel. Když mu byly čtyři roky, jeho matka zemřela a v roce 1862 se jeho otec oženil s Lubertou Hupkesovou. V té době se na základní škole vyučovalo nejen dopoledne a odpoledne, ale také večer, kdy byla výuka volnější (v jistém smyslu připomínala daltonskou metodu). Když tak byla v roce 1866 otevřena první střední škola (H.B.S.) v Arnhemu, byl Hendrik Lorentz jako nadaný žák připraven k zařazení do 3. třídy. Po 5. třídě a ročním studiu klasických předmětů nastoupil v roce 1870 na univerzitu v Leydenu, v roce 1871 získal titul bakaláře matematiky a fyziky a v roce 1872 se vrátil do Arnhemu, aby se stal učitelem na večerní škole a zároveň se připravoval na doktorskou práci o odrazu a lomu světla. V roce 1875, v pouhých 22 letech, získal doktorský titul a již o tři roky později byl jmenován na pro něj nově zřízené katedře teoretické fyziky v Leydenu. Navzdory mnoha pozváním na zahraniční katedry zůstal vždy věrný své Alma Mater. Od roku 1912, kdy přijal dvojí funkci v Haarlemu jako kurátor Teylerova fyzikálního kabinetu a tajemník „Hollandsche Maatschappij der Wetenschappen“ (Nizozemské vědecké společnosti), působil v Leydenu jako mimořádný profesor a do konce života přednášel své proslulé pondělní ranní přednášky. Prozíraví ředitelé Teylerovy nadace tak umožnili jeho jedinečné mysli osvobodit se od rutinních akademických povinností, což mu umožnilo ještě více roztáhnout křídla v nejvyšších odlehlých sférách vědy, kterých dosáhne jen málokdo.
Od počátku své vědecké práce si Lorentz kladl za úkol rozšířit teorii elektřiny a světla Jamese Clerka Maxwella. Již ve své doktorské práci se zabýval jevy odrazu a lomu světla z tohoto tehdy zcela nového hlediska. Jeho zásadní práce v oblasti optiky a elektřiny způsobily převrat v soudobých představách o podstatě hmoty.
V roce 1878 publikoval esej o vztahu mezi rychlostí světla v prostředí a jeho hustotou a složením. Výsledný vzorec, který téměř současně navrhl dánský fyzik Lorenz, se stal známým jako Lorenzův-Lorentzův vzorec.
Lorentz také zásadně přispěl ke studiu jevů pohybujících se těles. V rozsáhlém pojednání o aberaci světla a problémech s ní spojených navázal na hypotézu A. J. Fresnela o existenci nehybného éteru, který volně prostupuje všemi tělesy. Tento předpoklad se stal základem obecné teorie elektrických a optických jevů pohybujících se těles.
Z Lorentzova pojetí vychází pojem elektronu; jeho názor, že jeho nepatrná, elektricky nabitá částice hraje roli při elektromagnetických jevech v přemýšlivé hmotě, umožnil aplikovat molekulární teorii na teorii elektřiny a vysvětlit chování světelných vln procházejících pohyblivými, průhlednými tělesy.
Takzvaná Lorentzova transformace (1904) vycházela ze skutečnosti, že elektromagnetické síly mezi náboji podléhají nepatrným změnám v důsledku jejich pohybu, což vede k nepatrnému zmenšení velikosti pohybujících se těles. Nejenže dostatečně vysvětluje zdánlivou neexistenci relativního pohybu Země vzhledem k éteru, jak naznačily Michelsonovy a Morleyho experimenty, ale také připravila půdu pro Einsteinovu speciální teorii relativity.
Lze říci, že Lorentz byl všemi teoretickými fyziky považován za vůdčího ducha světa, který dokončil to, co jeho předchůdci nedokončili, a připravil půdu pro plodné přijetí nových myšlenek založených na kvantové teorii.
V roce 1919 byl jmenován předsedou komise, jejímž úkolem bylo studovat pohyby mořské vody, které lze očekávat při a po melioraci Zuyderzee v Nizozemsku, jednom z největších děl všech dob v oblasti hydrotechniky. Jeho teoretické výpočty, které byly výsledkem osmileté průkopnické práce, se ve skutečné praxi potvrdily tím nejpozoruhodnějším způsobem a od té doby mají pro vědu o hydraulice trvalou hodnotu.
Lorentzovi bylo uděleno ohromné množství poct a vyznamenání z celého světa. Mezinárodním setkáním předsedal s mimořádným umem, a to jak díky své sympatické a rozvážné osobnosti, tak díky své mistrovské znalosti jazyků. Až do své smrti byl předsedou všech solvayských kongresů a v roce 1923 byl zvolen členem „Mezinárodního výboru pro intelektuální spolupráci“ Společnosti národů. V tomto výboru, který se skládal pouze ze sedmi nejvýznamnějších světových vědců, se v roce 1925 stal předsedou.
Díky své velké prestiži ve vládních kruzích své země je Lorentz dokázal přesvědčit o významu vědy pro národní výrobu. Inicioval tak kroky, které nakonec vedly k vytvoření organizace dnes obecně známé pod iniciálami T.N.O. (Dutch for Applied Scientific Research).
Lorentz byl muž s nesmírným osobním kouzlem. Byl obrazem nezištnosti, plný upřímného zájmu o každého, kdo měl tu čest mu zkřížit cestu, a tak se líbil jak vůdcům své doby, tak i běžným občanům.
V roce 1881 se Lorentz oženil s Alettou Catharinou Kaiserovou, jejíž otec J. W. Kaiser, profesor na Akademii výtvarných umění, byl ředitelem muzea, které se později stalo známým amsterodamským Rijksmuseem (Národní galerií), a autorem prvních nizozemských poštovních známek. Z tohoto manželství vzešly dvě dcery a jeden syn. Nejstarší dcera Dr. Geertruida Luberta Lorentzová je samostatnou fyzičkou a provdala se za profesora W. J. de Haase, ředitele Kryogenické laboratoře (Kamerlingh Onnes Laboratory) Leydenské univerzity.
Lorentz zemřel v Haarlemu 4. února 1928.
.