Nasceu em 19 de fevereiro de 1900 em Belo Horizonte, Minas Gerais. Filho dos imigrantes italianos Vitorio Lorenzato e Gema Terenzi, cresceu em uma várzea da Colônia Agrícola do Barreiro. Na década de 1910, frequentou o Grupo Escolar Silviano Brandão e aprendeu noções do ofício de pintor de paredes com o italiano Américo Grande. Posteriormente, tornou-se ajudante do pintor Camilo Caminhas. Em 1919, em decorrência de uma grave epidemia de gripe espanhola na cidade de Belo Horizonte, a família Lorenzato vendeu todos os bens e retornou à Itália.
Até 1924, Lorenzato atuou na reconstrução da cidade de Arsiero, destruída durante os confrontos da Primeira Guerra Mundial (1914-1918). Em 1925, mudou-se para Vicenza, onde matriculou-se na Reale Accademia delle Arti. Em 1926, viajou à Roma e conheceu o pintor e caricaturista Cornelius Keesman. Em 1928, Lorenzato e Cornelius partiram em direção ao continente Asiático, percorrendo grande extensão do Leste Europeu. A viagem recebeu o nome de Voyage d'étude à travers l'Europe e os artistas se apresentaram como étudiants d'arts. Durante dois anos, sobreviveram por meio da curiosidade de habitantes locais, que compravam os pequenos guaches e aquarelas realizados pelos artistas.
Em 1930, Lorenzato enfrentou problemas com seu passaporte e retornou à Itália, separando-se de Cornelius. Trabalhou no ramo de construção civil em Bruxelas e na montagem dos pavilhões da Exposição Colonial Internacional de Paris. Em decorrência do falecimento de seu pai, retornou a Arsiero em 1934. Em 1935, mudou-se para Montevarchi para ajudar na direção de um restaurante. Conheceu a garçonete Emma Casprini, com quem casou-se. Mudou-se com Emma para Castelnovo, onde construiu seu ateliê. Em 1936, nasceu seu primeiro e único filho, Lorenzo Lorenzato. Durante a Segunda Guerra Mundial (1939-1945), a intensificação dos bombardeios em Castelnovo destruiu sua casa, o ateliê e os trabalhos realizados até o momento.
Em 1948, Lorenzato deixou a família na Itália e embarcou rumo ao Rio de Janeiro repatriado pelo governo brasileiro. Em Petrópolis, aceitou um emprego no Hotel Quitandinha, onde trabalhou na montagem dos estandes para a Exposição de Indústria e Comércio. Nesse período, também realizou uma série de pinturas e aquarelas sobre a Serra de Petrópolis. Em 1949, custeou a vinda de Emma e do filho ao Brasil. A família, então, retornou a Belo Horizonte, onde alugaram uma casa no Bairro Carlos Prates. Atuou como pintor de paredes até 1956, momento em que, durante a pintura externa de dois apartamentos, sofreu uma queda e rompeu uma das pernas em três lugares. Foi a partir da segunda metade da década de 1950 que Lorenzato dedicou-se integralmente à pintura.
Em 1964, Lorenzato visitou a Galeria Grupiara, em Belo Horizonte, e apresentou alguns de seus trabalhos ao jornalista e crítico de arte Sérgio Maldonado, que o introduziu ao crítico e jornalista Palhano Júnior. Em 1967, realizou uma exposição individual no Minas Tênis Clube. Entre a segunda metade da década de 1960 e o início da década de 1970, participou de exposições coletivas na Galeria Guignard, na Galeria Minart e no Minas Tênis Clube.
O trabalho de Lorenzato é marcado por uma visualidade que transborda dicotomias. Em algumas pinturas, nos apresenta cenas habitadas por personagens em atividades de lazer, trabalho ou contemplação. Seu cotidiano sensível das coisas revisita uma diversidade de paisagens imaginárias; rurais, urbanas, marítimas. Figurativas ou abstratas, elas emergem de uma realidade vivida, mas também despertam uma memória afetiva e nostálgica. Através das ranhuras realizadas com pentes – resquício de uma técnica de finalização de estuques de madeira e mármore – imprime uma textura particular e sinaliza a sofisticação que o distancia da ideia de pintor "primitivo". Sua investida sobre o minimalismo das formas e a simplicidade com que esse vocabulário se integra à estrutura do quadro, imprimindo movimento às nuvens e à vegetação, é um grande marcador de sua pesquisa pictórica.
Em 1973, Lorenzato foi selecionado para representar o Brasil na Terceira Trienal de Bratislava, na Eslováquia. Sua participação foi seguida de exposições individuais na Galeria Guignard, em 1976, na Galeria Memória Cooperativa de Arte, em 1977, e de sua primeira individual na cidade de São Paulo, na Galeria Brasiliana, em 1981. Em 1989, suas obras participaram do Projeto Intercâmbio Cultural Brasil-Itália de Artes Plásticas, em Roma. Em 1995, o Museu de Arte da Pampulha realizou a mostra retrospectiva Lorenzato e as Cores do Cotidiano. Faleceu em 1995, em Belo Horizonte, por complicações de uma parada cardíaca.
Em 2000, as mostras 100 anos de Amadeo Lorenzato, no Núcleo de Artes Casa dos Contos, e Amadeo Lorenzato, na Manoel Macedo Galeria de Arte, foram realizadas em comemoração ao centenário do artista. Exposições individuais recentes incluem Lorenzato: simples singular, no Minas Tênis Clube (2018), Amadeo Luciano Lorenzato, na David Zwirner, e Amadeo Luciano Lorenzato, na S|2, ambas em Londres (2019), e Lorenzato: Paisagens, na Gomide&Co (2022). Ainda em 2022, sua obra integrou Histórias Brasileiras, coletiva realizada no Museu de Arte de São Paulo Assis Chateaubriand – MASP. Em 2024, a David Zwirner volta a expor suas obras, desta vez em uma de suas sedes em Nova York e em Hong Kong. No mesmo ano, a obra do artista compôs a seleção da 60ª Biennale di Venezia, intitulada Stranieri Ovunque - Estrangeiros em todo lugar, com curadoria de Adriano Pedrosa. Em 2025, o Palácio das Artes em Belo Horizonte realizou a individual Lorenzato: Imaginação Criativa, reunindo mais de 150 trabalhos do artista.
Suas obras integram o acervo de diferentes museus e coleções públicas, como da Fundação Clóvis Salgado e do Museu de Arte da Pampulha, em Belo Horizonte; da Universidade Federal de Viçosa; da Pinacoteca de São Paulo e do Museu de Arte de São Paulo Assis Chateaubriand – MASP, do Museo del Barrio, em Nova York, entre outras.
