Jabarkan MotoGP dari Jorge Lorenzo

Pada 25 Juli 2007 ia menandatangani kontrak dengan Fiat Yamaha dan menjadi rekan Valentino Rossi untuk musim 2008 dan 2009. Pada seri pertamanya di kelas MotoGP 2008 ia langsung merebut pole position, dan membuat ia menjadi orang kedua yang melakukan itu sejak Max Biaggi melakukannya pada tahun 1998. Tiga seri berikutnya ia mempertahankan pole position-nya dan memenangi kelas MotoGP untuk pertama kali di sirkuit Estoril, Portugal. Di seri selanjutnya di MotoGP Grand Prix of China ia mengalami kecelakaan hebat pada sesi latihan sehingga membuatnya tidak bisa membalap secara fit di balapan tersebut, walaupun akhirnya secara brilian ia mampu finis keempat saat lomba. Selanjutnya di seri Le Mans, lagi-lagi Lorenzo mengalami kecelakaan di sesi latihan bebas, namun secara brilian pula ia bisa balapan dan finis kedua. Kesialan belum berakhir dari Lorenzo saat ia kembali lagi mengalami kecelakaan di seri Mugello, dan puncaknya di Sirkuit Catalunya saat ia lagi-lagi terjatuh dan akhirnya menyebabkannya gagal mengikuti balapan.

Lorenzo kemudian kembali turun balapan di Donington Park dan berakhir dengan finis di P6. Hasil yang sama ia bukukan kembali di seri selanjutnya di Assen, sebelum akhirnya lagi-lagi mengalami kecelakaan di seri Jerman. Kemudian di seri Laguna Seca Lorenzo kembali lagi mengalami kecelakaan hebat saat balapan, yang membuatnya kemudian disebut sebagai pembalap rookie MotoGP yang paling banyak mengalami kecelakaan. Lorenzo kemudian meraih dua podium di San Marino dan Indianapolis. Secara keseluruhan ia berada di P4 klasemen musim 2008 dengan 190 poin.

Masuk ke musim 2009, Jorge Lorenzo tampil semakin kuat dan matang, ia terus menempel ketat seniornya di tim Yamaha, Valentino Rossi sepanjang musim. Di musim 2009, Lorenzo tampil sebagai juara di empat balapan (Jepang, Perancis, Indianapolis, dan Portugal). Ia juga mampu meraih 5 kali pole dan total 12 podium. Di akhir musim Lorenzo berada di P2 klasemen dengan raihan 261 poin.

Tanggal 25 Agustus 2009, Jorge Lorenzo mengakhiri gosip tentang peluang kepindahan dirinya ke Honda atau Ducati untuk musim 2010 dengan menandatangani perpanjangan kontrak bersama Yamaha. Ducati dilaporkan menawari Lorenzo dengan kontrak bernilai 15 juta dollar semusim untuk menjadi rekan setim Casey Stoner di musim 2010, namun Lorenzo akhirnya lebih memilih untuk bertahan di Yamaha.

Lorenzo sempat mengalami cedera ringan di tangan karena mengalami kecelakaan saat pra-musim 2010. Ia kemudian memilih untuk tidak mengikuti beberapa sesi tes di awal musim. Pada balapan pertama di Qatar, Lorenzo mampu finis kedua di belakang Rossi, sekalipun kondisi tubuhnya sebenarnya tidak memungkinkannya untuk membalap. Segera setelah Rossi dipastikan absen beberapa seri akibat cedera karena kecelakaan di Mugello, Yamaha kemudian membekali Lorenzo agar bisa menjadi penantang gelar juara dunia 2010. Setelah meraih empat kemenangan dari enam lomba awal, Lorenzo naik ke puncak klasemen dan ia memiliki selisih 47 angka atas saingannya di P2. Kemenangan di Assen kemudian mengantarkan Lorenzo menjadi pembalap ketujuh yang mampu meraih kemenangan di sirkuit legendaris itu dalam tiga kelas yang berbeda. Di paruh musim kedua, Daniel Pedrosa tampil sebagai penantang serius untuk perebutan gelar juara dunia, sampai akhirnya datang musibah bagi Pedrosa saat ia mengalami kecelakaan di Jepang, yang mengharuskannya absen di dua lomba. Jorge Lorenzo akhirnya mengunci gelar juara dunia MotoGP 2010 setelah finis ketiga di Sepang, Kuala Lumpur di belakang Valentino Rossi dan Andrea Dovizioso. Ia menjadi orang Spanyol pertama sejak Alex Criville di 1999 yang mampu menjadi juara dunia MotoGP. Usai lomba, Daniel Pedrosa yang masih menjalani pengobatan di Spanyol kemudian menelepon Lorenzo dan mengucapkan selamat atas kemenangannya sebagai juara dunia MotoGP 2010.

Pada tahun 2015 Jorge Lorenzo kembali mengalami pertarungan sengit dengan rekan setimnya Valentino Rossi. Awal musim yang kurang mulus bagi Lorenzo, ia hanya finis ke-4 di Qatar dan Amerika Serikat, bahkan di Argentina Lorenzo hanya finis di posisi 5 yang membuat ia harus tertinggal 29 poin dari Rossi. Di balapan berikutnya Lorenzo mulai bangkit dan ia berhasil meraih kemenangan beruntun di Circuito de Jerez, Le Mans, Sirkuit Mugello, dan Sirkuit Catalunya dan ia akhirnya memangkas jarak poin dengan hanya selisih 1 poin dari Rossi. Di Assen ia finis ke-3 sementara di Sachsenring ia hanya finis ke-4. Di paruh kedua musim pertarungan semakin memanas antara Jorge Lorenzo dan Valentino Rossi. Lorenzo kembali menang di Automotodrom Brno dan ia memiliki poin yang sama dengan Rossi yaitu 211 poin. Hasil kurang memuaskan terjadi saat Lorenzo hanya finis ke-4 di Sirkuit Silverstone dan harus terjatuh di San Marino. Persaingan semakin memanas saat tiba di Sirkuit Phillip Island. Balapan berlangsung dengan sengit yang melibatkan Marc Márquez, Jorge Lorenzo, Andrea Iannone, dan Valentino Rossi. Lorenzo berhasil finis ke-2 di Sirkuit Internasional Sepang tetapi saat itu ia merasa tidak senang karena ia dituduh oleh Rossi mendapat bantuan dari Marquez. Pada balapan terakhir yang berlangsung di Valencia menjadi tempat penentuan juara dunia Motogp 2015, Lorenzo start di posisi pertama sementara Rossi harus puas Start di posisi akhir setelah ia mendapat penalti dari Race Direction akibat ia sengaja menjatuhkan Marc Márquez pada balapan di Sirkuit Internasional Sepang. Lorenzo tak terkejar dari awal balapan membuat ia meraih kemenangan disana sekaligus di nyatakan sebagai juara dunia Motogp 2015. Setelah melakukan penyelidikan, akhirnya pihak Dorna Sports mengumumkan bahwa tidak ada bukti kecurangan dari pihak manapun yang sengaja membantu Lorenzo meraih gelar juara dunia dan Lorenzo di anggap sah mendapatkan gelar juara Motogp 2015. .