Hendrik Antoon Lorentz nasceu em Arnhem, Holanda, a 18 de Julho de 1853, como filho do proprietário da creche Gerrit Frederik Lorentz e da sua esposa, Geertruida van Ginkel. Aos quatro anos de idade, sua mãe morreu e, em 1862, seu pai casou-se com Luberta Hupkes. Naqueles dias a escola primária não só tinha horas de escola pela manhã e à tarde, mas também à noite, quando o ensino era mais livre (num sentido parecido com o método Dalton). Assim, quando em 1866 foi aberta a primeira escola secundária (H.B.S.) em Arnhem, Hendrik Lorentz, como aluno talentoso, estava pronto para ser colocado na 3ª forma. Após a 5ª forma e um ano de estudo dos clássicos, ele entrou na Universidade de Leyden em 1870, obteve o Bacharelado em Matemática e Física em 1871, e retornou a Arnhem em 1872 para se tornar professor noturno, ao mesmo tempo em que se preparava para sua tese de doutorado sobre a reflexão e refração da luz. Em 1875, aos 22 anos de idade, obteve o grau de doutor, e apenas três anos depois foi nomeado para a Cátedra de Física Teórica em Leyden, recém-criada para ele. Apesar de muitos convites para cadeiras no exterior, ele sempre permaneceu fiel à sua Alma Mater. A partir de 1912, quando aceitou uma dupla função em Haarlem como Curador do Gabinete Físico de Teyler e Secretário da “Hollandsche Maatschappij der Wetenschappen” (Sociedade Holandesa de Ciências), continuou em Leyden como Professor Extraordinário, proferindo as suas famosas palestras de segunda-feira de manhã para o resto da sua vida. Os diretores da Teyler’s Foundation, que o viajam de longe, permitiram que sua mente única se libertasse das obrigações acadêmicas rotineiras, permitindo-lhe abrir ainda mais suas asas nos mais altos reinos isolados da ciência, que são alcançáveis por tão poucos.
Desde o início de seu trabalho científico, Lorentz tomou como tarefa estender a teoria da eletricidade e da luz do James Clerk Maxwell. Já na sua tese de doutoramento, ele tratou os fenómenos de reflexão e refracção da luz sob este ponto de vista, que era então bastante novo. Seu trabalho fundamental nos campos da ótica e da eletricidade revolucionou as concepções contemporâneas sobre a natureza da matéria.
Em 1878, ele publicou um ensaio sobre a relação entre a velocidade da luz em um meio e a densidade e composição da mesma. A fórmula resultante, proposta quase simultaneamente pelo físico dinamarquês Lorenz, ficou conhecida como a fórmula Lorenz-Lorentz.
Lorentz também fez contribuições fundamentais para o estudo dos fenómenos dos corpos em movimento. Em um extenso tratado sobre a aberração da luz e os problemas que surgem com ela, ele seguiu a hipótese de A.J. Fresnel da existência de um éter imóvel, que penetra livremente em todos os corpos. Esta hipótese formou a base de uma teoria geral dos fenómenos eléctricos e ópticos dos corpos em movimento.
De Lorentz decorre a concepção do electrão; a sua visão de que a sua minúscula partícula, carregada electricamente, desempenha um papel durante fenómenos electromagnéticos em matéria ponderável tornou possível aplicar a teoria molecular à teoria da electricidade, e explicar o comportamento das ondas de luz que passam através de corpos em movimento e transparentes.
A chamada transformação de Lorentz (1904) foi baseada no facto de as forças electromagnéticas entre cargas estarem sujeitas a ligeiras alterações devido ao seu movimento, resultando numa contracção minuciosa do tamanho dos corpos em movimento. Não só explica adequadamente a aparente ausência do movimento relativo da Terra em relação ao éter, como indicado pelas experiências de Michelson e Morley, mas também abriu o caminho para a teoria especial da relatividade de Einstein.
Pode-se dizer que Lorentz foi considerado por todos os físicos teóricos como o espírito líder mundial, que completou o que ficou inacabado pelos seus predecessores e preparou o terreno para a recepção frutífera das novas idéias baseadas na teoria quântica.
Em 1919, foi nomeado Presidente do Comitê cuja tarefa era estudar os movimentos da água do mar que poderiam ser esperados durante e após a recuperação do Zuyderzee na Holanda, uma das maiores obras de todos os tempos na engenharia hidráulica. Seus cálculos teóricos, resultado de oito anos de trabalho pioneiro, foram confirmados na prática real da maneira mais marcante, e desde então têm sido de valor permanente para a ciência da hidráulica.
Um número esmagador de honras e distinções de todo o mundo foram conferidas a Lorentz. Os encontros internacionais foram presididos por ele com excepcional habilidade, tanto pela sua personalidade amável e criteriosa, como pelo seu domínio magistral das línguas. Até a sua morte foi presidente de todos os Congressos Solvay, e em 1923 foi eleito membro do “Comitê Internacional de Cooperação Intelectual” da Liga das Nações. Deste Comité, composto apenas por sete dos mais eminentes académicos do mundo, tornou-se Presidente em 1925.
Através do seu grande prestígio nos círculos governamentais do seu próprio país, Lorentz conseguiu convencê-los da importância da ciência para a produção nacional. Ele iniciou assim os passos que finalmente levaram à criação da organização agora geralmente conhecida sob as iniciais T.N.O. (holandês para Pesquisa Científica Aplicada).
Lorentz era um homem de imenso encanto pessoal. O próprio quadro do altruísmo, cheio de interesse genuíno por quem teve o privilégio de cruzar o seu caminho, ele se encantou tanto com os líderes de sua idade quanto com o cidadão comum.
Em 1881 Lorentz casou-se com Aletta Catharina Kaiser, cujo pai, J.W. Kaiser, professor da Academia de Belas Artes, era o diretor do Museu que mais tarde se tornou o conhecido Rijksmuseum (Galeria Nacional) de Amsterdã, e o designer dos primeiros selos postais da Holanda. Havia duas filhas e um filho deste casamento. A filha mais velha Dra. Geertruida Luberta Lorentz é uma física de direito próprio e casou-se com o Professor W.J. de Haas, Director do Laboratório Criogénico (Laboratório Kamerlingh Onnes) da Universidade de Leyden.
Lorentz morreu em Haarlem a 4 de Fevereiro de 1928.