Народився у Венеції у сім'ї дожа Джакопо Тьєполо. Під час перебування батька при владі, брав активну участь у політичному житті Республіки.
Лоренцо Тьєполо також виявив хороші якості воєначальника, коли під час війни Святого Сави з Генуєю завдав поразки противнику в морській битві при Акрі в 1258 році.
Його друга дружина Маргарита була дочкою правителя князівства Рашка.
У 1268 році, після смерті дожа Реньєро Дзено, Лоренцо був найбільш логічним кандидатом на посаду правителя республіки. Він був обраний 23 липня 1268 25 голосами з 41. Вибір Лоренцо Тьєполо був схвально зустрінутий населення республіки, в той же час іноземні правителі без радості поставилися до призначення. Певна ворожість була виявлена до дожу також зі сторони венеційських впливових родин, яким не подобався протекціонізм Тьєполо, що виявлявся до своїх синів.
У 1270, після більше десяти років війни, було підписано важливий мирний договір з Генуезькою республікою. Договір був підписаний у Кремоні та підтверджував венеційське панування в Адріатичному морі (фактичне закінчення цієї війни відбулося лише у 1299 році).
Тим не менш, у тому ж році через комерційні претензії, війна спалахнула знову. Проти венеційської республіки виступила ліга італійських міст: Болонья, Тревізо, Верона, Мантуя, Феррара, Кремона, Анкона та інші. Після початкових невдач у 1271 році, венеційці переламали ситуацію і уклали мирну угоду зі сприятливими для себе умовами.
За правління Лоренцо Тьєполо, 1273 року, до Китаю вирушив Марко Поло.