Эдвард Лоренц родился в городе Вест-Хартфорд, штат Коннектикут. Он изучал математику в Дартмутском колледже, затем в Гарвардском университете в Кембридже, штат Массачусетс. В течение Второй мировой войны Эдвард занимался прогнозом погоды для Армейского Воздушного Корпуса Соединенных Штатов. После возвращения с войны он решил изучать метеорологию. Лоренц получил две ученые степени в Массачусетском Технологическом Институте, где он далее проработал профессором до глубокой старости.
В семьдесят лет он получил премию Киото в области фундаментальных наук.
Эдвард Лоренц шёл в ногу со временем, оставался активным ученым вплоть до своих последних дней. Он умер от рака в возрасте 90 лет в своем доме в Кембридже, через неделю после того, как завершил очередную научную статью.
С 1946 года работал в Массачусетском технологическом институте, профессор.
Был членом Американской академии гуманитарных и естественных наук, Американского метеорологического общества и Национальной академии наук США.
Эдвард Лоренц был избран иностранным членом по Отделению океанологии, физики атмосферы и географии (геофизическая гидродинамика) АН СССР (с 1991 — РАН) 27 декабря 1988 г.
В 2004 награждён Большой золотой медалью имени М. В. Ломоносова.