Lorentzson startet karrieren som ung spiller i Östertälje BoIS, og som seniorspiller for IK Sleipner. I 2007 gikk Lorentzson til Assyriska Föreningen. Sommeren 2009 ble det kjent at Lorentzson ville slutte seg til Allsvenskan-klubben og regjerende seriemestre AIK Fotboll før 2010-sesongen. Etter å ha sittet på benken de første seriekampene, fikk han sin Allsvenskan-debut 29. mars 2010 da AIK på bortebane tapte 1–3 for GAIS. I tillegg til 127 kamper og fem scoringer i Allsvenskan, spilte Lorentzson 18 europaligakamper og sto for tre scoringer for klubben, en av scoringene på bortebane da PFK CSKA Moskva ble slått 2-0. I oktober 2014 ble det kjent at AIK ikke ville forlenge kontrakten med Lorentzson, til tross for at Lorentzson ønsket å bli i klubben.