Новый виток в карьере Лоренсо произошёл в начале 1970-х годов. Несмотря на то, что с «Сан-Лоренсо» тренер вновь работал недолго, за сезон 1972 он привёл «красно-синих» к двойной победе в чемпионате Аргентины (турниры Метрополитано и Насьональ) и буквально сразу получил приглашение от испанского «Атлетико Мадрид», за который выступал в качестве игрока в 1954—1957 годах. В 1974 году «Атлетико» добился высшего достижения на международной арене, дойдя до финала Кубка Европейских Чемпионов. При этом, единственный раз в истории турнира для определения победителя понадобилось два матча и лишь во втором матче мюнхенская «Бавария», за которую выступало множество чемпионов Европы и будущих чемпионов мира в составе сборной ФРГ, сумела сломить сопротивление испанского клуба.