Из дворян. Получил домашнее образование, в 1760 году записан в лейб-гвардии Преображенский полк, вступил на службу в 1769 году прапорщиком.
В 1777 году в чине полковника определён к статским делам. Обер-полицмейстер Санкт-Петербурга с января 1780 по январь 1783 года. В 1782 году перестроен полицейский аппарат — создана управа благочиния во главе с обер-полицмейстером. Петербург разделён на 10 полицейских частей во главе с частными приставами. Открыта Обуховская (городская) больница с Домом призрения для умалишённых. Сооружены каменные склады для хранения леса на острове Новая Голландия. С 1783 года — правитель канцелярии Тверского наместничества, в том же году назначен московским гражданским губернатором. С 1793 года — ярославский и вологодский генерал-губернатор.
В 1796 году переименован из генерал-лейтенантов в тайные советники и назначен присутствующим в московских департаментах Сената. С августа 1798 года — генерал-прокурор и присутствующий в Императорском совете, участвовал в подготовке указов об избавлении от телесных наказаний лиц старше 70 лет и о передаче на ревизию в Межевой департамент Сената дел об «отсуженных» помещиками казённых землях (оба 1798), добился расширения прав губернских прокуроров по части надзора за местными органами власти. Лопухин пользовался доверием императора Павла I. 19 ноября 1799 года возведён с потомством в княжеское Российской империи достоинство, а в феврале получил титул «светлость». В июле 1799 года уволен в отставку по прошению. Дочь Лопухина Анна (в замужестве княгиня Гагарина) была фавориткой императора.
С воцарением императора Александра I (1801) Лопухин — член Непременного совета, с 1803 года — министр юстиции и глава Комиссии составления законов; будучи по должности генерал-прокурором Сената, провёл его реорганизацию (учредил два новых департамента, а также временные департаменты и комитеты для «обозрения» поступающих в Сенат жалоб). В январе 1807 года одновременно возглавил Комитет сохранения общественной безопасности, рассматривавший дела об оскорблении величества, государственной измене, о распространении «ложных и вредных слухов», о тайных обществах и др.
С 1810 года — председатель Департамента гражданских и духовных дел Государственного совета, с 1812 — председатель в Департаменте законов и в прочих департаментах, с 1816 — председатель Государственного совета и Комитета министров. В 1826 — председатель Верховного уголовного суда по делу декабристов.
Был женат дважды и имел семь детей:
1-я жена — Прасковья
2-я жена — Екатерина
Анна
Екатерина
Прасковья
Павел