Fue llamado a la Cátedra de física teórica en Leiden, creado especialmente para él.
Hendrik Antoon Lorentz (Arnhem, Países Bajos, 1853-Haarlem, Países Bajos, 1928), asistió a las escuelas primarias por la mañana, tarde y noche a Arnhem fue la primera high School secundaria, a los 13 años ingresó a la tercera clase y a los 17 años, se matriculó en la Universidad de Leiden, donde obtuvo un diploma en matemáticas y física el año siguiente.
En el año 1872 regresó a Arnhem como profesor en escuelas nocturnas y al mismo tiempo preparándose para su doctorado con una tesis sobre la reflexión y la refracción de la luz. En 1875, a los 22 años, obtuvo un doctorado y después de tres años, fue llamado a la Cátedra de física teórica en Leiden, creado especialmente para él. A pesar de numerosas ofertas de puestos, incluso del extranjero, permaneció leal a su Universidad y cuando en 1912 aceptó un puesto como Comisario de Laboratorio Teylers en Haarlem y Secretario de la sociedad holandesa de Ciencias (APM), celebrado en Leiden, un lugar de profesor extraordinario y continuó a lo largo de su vida, sus famosas conferencias del lunes (su sucesor en la Cátedra de física teórica fue Paul Ehrenfest).
Comenzando con su tesis doctoral, trabajó para extender la teoría electromagnética de Maxwell, y eventualmente su trabajo sobre óptica y electricidad revolucionó los conceptos contemporáneos sobre la estructura de la materia. En 1878 publicó un ensayo sobre la relación entre la velocidad de la luz en un medio y la densidad de éste, consiguiendo una fórmula propuesta casi simultáneamente por el físico danés Ludvig Lorenz y conocida como la ecuación de Lorentz-Lorenz.
Estudió la luz, fue la hipótesis de Fresnel de un éter inmóvil que impregna todos los órganos y constituyeron la base de una teoría general de los fenómenos eléctricos y ópticos en objetos en movimiento. Propuso una serie de experimentos para resaltar la existencia del éter, Michelson en 1881, con Morley en 1887, con un resultado negativo. Para explicar la negativa de los resultados de los experimentos que demuestran el movimiento relativo de la tierra y la hipótesis del éter (independientemente de Fitzgerald) una contracción de longitudes de objetos en movimiento.
Entonces su interés se concentró en el papel del electrón, como portadores de carga eléctrica en fenómenos electromagnéticos, posibilitando una teoría corpuscular de la electricidad y explicar la interacción de las ondas electromagnéticas con la materia. Cuando Pieter Zeeman, un estudiante, descubrió el efecto que lleva su nombre sobre el efecto de los campos magnéticos en las líneas espectrales de los elementos, Lorentz interpretado en base a su teoría del electrón. Los dos científicos compartieron el Premio Nobel en 1902.
También trabajó para la masa del electrón como consecuencia de la reacción del campo electromagnético.
En 1895 completó los resultados de su trabajo en electrodinámica en un tratado, Versuch einer theorie der los componentes und Kaysersberg Körpern optischen en la Comisión, donde se introducen las ecuaciones de Maxwell sin ninguna referencia a la hipótesis mecanicistas y utilizando la notación vectorial, el éter seguía siendo solamente como un marco de referencia privilegiado y una nueva ecuación para describir la acción de campos eléctricos y magnéticos de las partículas cargadas (fuerza de Lorentz). La discusión del electromagnetismo del Versuch es esencialmente lo que asume la Física General, manuales y libros de texto.
Poincaré expresó alguna insatisfacción sobre cómo abordaron los resultados negativos de experimentos destinados a detectar el movimiento de la tierra en el éter con la introducción de hipótesis de la contracción. En respuesta a estas críticas en 1904 Lorentz publicó un intento general de la teoría de identificar coordenadas y las transformaciones, pasando de sistema de referencia de éter a un sistema de referencia en movimiento uniforme relativo, salir de ecuaciones del Maxwell, las bien conocidas las transformaciones de Lorentz. El mismo se utilizaron el año siguiente por Einstein como parte de la relatividad especial.
Por su prestigio era considerado el líder de la física teórica, que completó lo que quedó inconclusa por sus predecesores, especialmente Maxwell y al mismo tiempo, allanó el camino para nuevas ideas de la mecánica cuántica y la relatividad. Anteriormente había acordado con desconfianza la idea de Planck y Einstein en términos cuánticos. En 1906 en conferencias que pronunció en La Universidad de Columbia reclamó la fórmula de Rayleigh-Jeans, en desacuerdo con los datos experimentales para el cuerpo negro. Después de un Congreso en Roma en 1908, durante la cual él se demostró un poco sensible a las nuevas ideas en el marco experimental claramente en desacuerdo con la física clásica, tras las críticas recibidas terminaron por adoptar la ley de Planck y el peso de su autoridad se convirtió en una figura clave para la propagación de la teoría cuántica.
Él era líder espiritual y Presidente del Congreso a Solvay, hasta su muerte, también por el notable dominio del inglés, francés y alemán. En la inauguración la ceremonia de la Primera Conferencia de Solvay en 1911 expresado su visión de las nuevas ideas: "en esta etapa de asuntos allí apareció como un maravilloso rayo de luz la bella hipótesis de elementos de energía que fue la primera expuesta por Planck y luego ampliada por Einstein y Nernst y otros a muchos fenómenos. Se ha abierto para nosotros vistas inesperadas, incluso aquellos que consideran con una cierta sospecha, debe reconocer su importancia y fecundidad".
También hizo varios trabajos para el estado holandés, en 1919, dirige la Comisión creada para estudiar teóricamente, con ocho años de trabajo, el movimiento de las aguas marinas dentro de la visión del proyecto de la presa del Zuider Zee, una de las mayores obras de ingeniería hidráulicas ha hecho. En 1923 fue nombrado miembro del Comité Internacional de cooperación intelectual establecido por la Liga de Naciones formado sólo por siete eminentes eruditos y en 1925 se convirtió en Presidente.
Por su interés en la educación y la formación de jóvenes fue miembro de la Comisión Estatal de educación pública de 1919 a 1921 y Presidente del Departamento de educación superior (una especie de Ministro) desde 1921. Con su prestigio convenció al gobierno holandés de la importancia de la ciencia de la producción nacional y crear una organización conocida como el TNO (los países bajos para la investigación aplicada).
En 1881 se casó Aletta Catharina Kaiser, hija del Director del Rijksmuseum de Amsterdam y tuvo un hijo y dos hijas, uno de los cuales, Geertruida, estaba en el laboratorio Kamerlingh Onnes para bajas temperaturas en Leiden.
Miembro electo de la Real Sociedad de 1905 fue la medalla Rumford en 1908 y Copley en 1918. En su funeral el 10 de febrero de 1928, todos durante tres minutos los Telegraph y servicios telefónicos en los países bajos se interrumpe en señal de homenaje al holandés actual más grande y la oración fúnebre fue dado por Sir Ernest Rutherford, Presidente de la Royal Society.