Nacido en Sant'Omero, Italia, Lorenzo Petrarca participó en distintas competiciones italianas antes de llegar a España para competir en el CEV. Debutó en 2014 con una FTR Honda con la que no pudo conseguir ningún punto. Esa misma temporada debutaba en el Campeonato del Mundo en el Gran Premio de San Marino, donde finalizó en vigésimo quinta posición. En 2015 ya fue capaz de sumar puntos en prácticamente todas las carreras. Para 2016 se une al 3570 Team Italia y pilotará la nueva Mahindra MGP30 en el Campeonato del Mundo de Moto3™.