Geboren in Lausanne in eine Musikerfamilie, studierte Lorenzo Viotti Klavier, Gesang und Schlagzeug in Lyon, bevor er Dirigierkurse bei Professor Georg Mark in Wien belegte. Dort trat er auch als Schlagzeuger in verschiedenen renommierten Ensembles auf, darunter das Philharmonische Orchester. Seine Ausbildung setzte er an der Franz-Liszt-Musikhochschule in Weimar (Klasse von Nicolas Pasquet) fort und gewann bald mehrere internationale Wettbewerbe. Zu seinen Auszeichnungen zählen unter anderem der Nestlé Young Conductor Award des Salzburger Festspiels (2015), der Preis als Newcomer of the Year bei den International Opera Awards in London (2017) sowie erste Preise bei den Dirigierwettbewerben des Cadaqués Orchestra und des MDR-Sinfonieorchesters.
Als einer der dynamischsten jungen Dirigenten seiner Generation ist Lorenzo Viotti derzeit Musikdirektor der Dutch National Opera, wo er 2025 zwei der meist erwarteten Produktionen der Saison leiten wird: die Amsterdamer Erstaufführung der Fledermaus in der Inszenierung von Barrie Kosky sowie eine neue Produktion von Benjamin Brittens Peter Grimes unter der Regie von Barbara Horáková. Zudem setzt er seine erfolgreiche Zusammenarbeit mit dem Opernhaus Zürich fort und dirigiert dort Korngolds Die tote Stadt in einer Inszenierung von Dmitri Tcherniakov. Im symphonischen Bereich beendet er seine Zeit als Musikdirektor des Nederlands Philharmonisch Orkest mit sechs Programmen im Concertgebouw sowie einer Tournee durch das ganze Land.