Od 1954 do 1980 był członkiem berlińskiego parlamentu. Był szefem klubu CDU, zaś od 1967 do 1975 oraz od 1975 do 1980 przewodniczącym parlamentu. Od 1976 do 1977, a następnie od 1980 do swojej śmierci w 1987 zasiadał w Bundestagu. Od 1980 do 1982 był przewodniczącym grupy parlamentarnej posłów CDU i CSU, zajmującej się sprawami Berlina Zachodniego. Od 1982 do 1987 był sekretarzem stanu w rządzie Helmuta Kohla i pełnomocnikiem rządu federalnego w Berlinie Zachodnim. Po wyborach do Bundestagu w 1987 złożył urząd.

Na początku lat 70. był głównym kontrkandydatem Klausa Schütza – rządzącego burmistrza Berlina Zachodniego, z ramienia socjaldemokratów (SPD). Typowano go na zwycięzcę w marcowych wyborach w 1975. Na trzy dni przed wyborami, 27 lutego 1975, został porwany przez skrajnie lewicowych terrorystów z Ruchu 2 Czerwca. W zamian za wypuszczenie Lorenza terroryści domagali się uwolnienia swoich towarzyszy, wśród których byli: Verena Becker, Rolf Heißler, , , oraz .

Rząd RFN zgodził się na zamianę. Terroryści odlecieli 3 marca 1975 do Adenu w Jemenie.