Han tok examen artium ved Oslo handelsgymnasium i 1925 og arbeidet som forretningsmann 1925–1931, i det familieeide firmaet Lorentzen & Lorentzen som spesialiserte seg på jernvareprodukter for skipsbygging. Øyvind Bie Lorentzen var en intellektuelt anlagt og sosialt engasjert mann, og etter farens død hoppet han tidlig i 1930-årene av forretningskarrieren for å studere filologi ved Det Kongelige Frederiks Universitet. Han ble cand.philol. i historie i 1939 med hovedoppgaven og var lektor ved Kristiansand katedralskole 1940–1943.