Chiamato a volte Pietro Laurati, Lorenzetti fu un pittore importante, nato a Siena e attivo tra il 1306 e il 1345. Fu influenzato da Giovanni Pisano (1250-1315) e Giotto (1267-1337), e lavorò accanto al pittore senese Simone Martini (1284-1344), ad Assisi. Insieme al fratello Ambrogio Lorenzetti (1290-1348), contribuì a introdurre il naturalismo nell'altrimenti mistica arte senese. Nella loro arte sperimentarono composizioni in tre dimensioni e nello spazio, che annunciavano l'arte rinascimentale.
Molte delle opere religiose di Lorenzetti si trovano nelle chiese di Siena, Arezzo e Assisi. Una delle più tarde, la Natività della Vergine, del 1342, si trova ora al Museo dell'Opera del Duomo. Il suo capolavoro è la decorazione, un affresco a tempera, nella Basilica Inferiore di Assisi, dove dipinse una serie di grandi quadri rappresentanti la Crocifissione, la Deposizione dalla croce e il Compianto, con figure emozionanti. Le figure ammassate in queste scene seguono interazioni geometriche ed emozionali, a differenza delle grandi raffigurazioni scenografiche precedenti, dove apparivano come ammassi iconici e indipendenti, e le figure indipendenti parevano attaccate alla superficie, senza relazionarsi in maniera convincente le une con le altre.
L'influenza narrativa degli affreschi di Giotto nelle cappelle Bardi e Peruzzi di Santa Croce a Firenze, e quelli della Cappella degli Scrovegni di Padova, può essere notata in questi come in altri lavori della Basilica Inferiore di Assisi. I fratelli Lorenzetti e i loro avversari fiorentini, Giotto, ma anche i suoi seguaci Bernardo Daddi (1280-1348) e Maso di Banco (?-1348), posero le basi per la rivoluzione pittorica italiana che toglieva le figure dall'aria dorata dell'arte iconica bizantina, per portarle nel mondo pittorico di città, terra e aria. L'iconografia senese era in generale più mistica e fantastica rispetto a quella più naturalistica firorentina e, a tratti, sembrava elevarsi in quello che appare un paesaggio del moderno surrealismo.
Alla Galleria degli Uffizi troviamo la Madonna col Bambino, una pala d'altare realizzata intorno al 1340 per la chiesa di San Francesco a Pistoia; e la sua Beata Umiltà e storie della sua vita, eseguita per il convento femminile delle Donne di Faenza, a Firenze, probabilmente negli ultimi anni dell'artista, intorno al 1340.