Леонардо де Лоренцо родился 29 августа 1875 года в Виджано, Италия. Обучение игре на флейте начал в 8 лет, после чего переехал в Неаполь для поступления в консерваторию «San Pietro a Majella», не закончив обучение, в 16 лет эмигрировал в Америку, но в 21 год вернулся в Италию для прохождения военной службы в Алессандрии, став членом военного оркестра под управлением Джованни Моранзони (Giovanni Moranzoni).
По завершению военной службы, де Лоренцо начинает сольную карьеру и отправляется на гастроли по Италии, Германии, Англии и Южной Африке. В 25 лет он становится солистом оркестра Кейптауна и только спустя 7 лет возвращается в Неаполь для завершения обучения, после чего опять едет в Америку и становится солистом Филармонического Оркестра Нью-Йорка (New York Philharmonic Orchestra) под управлением Густава Малера (Gustav Mahler), а также выступает с Симфоническим Оркестром Нью-Йорка (New York Symphony Orchestra), подменяя действующего солиста Жоржа Баррера (Georges Barrère).
Леонардо де Лоренцо также выступал в составе Симфонического и Филармонического Оркестров Лос-Анджелеса и Рочестера, Симфонического Оркестра Миннеаполиса (Minneapolis Symphony Orchestra), во время работы в последнем он познакомился с пианисткой Мод Петерсон (Maude Peterson), которая часто аккомпанировала Леонардо во время выступлений и впоследствии стала его женой.
С 1923 года в течение 12 лет Леонардо де Лоренцо был профессором Истменской школы музыки (Eastman School of Music), одним из его учеников был легендарный Джулиус Бейкер. В 1935 году он полностью оставляет исполнительскую деятельность и сосредотачивается на композиции, создании книг и теоретических публикаций. В 1951 году была опубликована его книга «Моя полная история флейты» («My complete story of the flute»), которая содержит подробные биографии и диалоги с известными флейтистами конца XIX — начала XX веков и результаты исследований, сделавших его одним из самых выдающихся флейтовых педагогов
Леонардо де Лоренцо умер в 1962 году в Калифорнии. Его творческая и научная деятельность высоко оценена в международном флейтовом сообществе: в 1953 году он удостоился почетной докторской степени Вашингтонской Международной Академии в Риме (Washington International Academy of Rome), а каждые два года в его честь проводится международный конкурс «Leonardo De Lorenzo», который базируется в родном городе легендарного флейтиста, в Виджано.