Lorenzo Dalla Porta débarque au sein du Championnat du Monde en 2015, appelé à remplacer Isaac Viñales chez Husqvarna Factory Laglisse, structure pour laquelle il officie déjà en CEV Moto3. L’Italien arrache des points sur deux Grands Prix, parallèlement à sa neuvième place en Championnat d’Espagne. Un an plus tard, le Scheld GP Racing l’invite à venir courir au Mugello. Lequel évolue ensuite pour Estrella Galicia 0,0 à Assen où il se classe dixième, avant de succéder à Romano Fenati chez Sky Racing VR46 à compter du GP de Grande-Bretagne. Cette saison-là, le transalpin remporte également le titre en CEV. En 2017, ce dernier est titularisé chez Pull&Bear Aspar Mahindra, où il connaît un peu moins de réussite. Arrivé à trois reprises dans les points, Lorenzo Dalla Porta termine 28e du général, mais se révèle véritablement avec le team Leopard Racing en 2018. Auteur d’une victoire à Misano et de quatre autres Tops 3, il s’adjuge en effet la cinquième place du Championnat et il enfonce le clou en 2015. Ne commettant que très peu d’erreurs comparé à son principal adversaire Arón Canet, le n°48 ajoute neuf autres podiums à son compteur, en plus de ses succès à Silverstone et Motegi. Finalement il sera sacré à Phillip Island pour sa première balle de match. En 2020, il grimpe en Moto2™ accompagné du team Italtrans Racing ; structure qui le conservera une année de plus malgré son maigre butin. Hélas, il ne fera pas mieux. 27e, il manquera même les quatre derniers rendez-vous en raison d’une blessure à l’épaule. Sa campagne 2022 ne sera guère mieux. À partir de 2023, il trouvera donc refuge chez Pertamina Mandalika SAG Team.