В детстве и юности занимался акробатикой, но зал акробатики закрылся из-за ветхости. Начал заниматься дзюдо в клубе Динамо-Шляйц только в 16 лет, в то время, когда учился на автомеханика в училище.
В 1969 году стал пятым на чемпионате ГДР и перешёл в клуб Динамо-Хоппенгартен, был зачислен в состав полиции со званием лейтенанта полиции. В 1972 году стал бронзовым призёром чемпионата ГДР, а также бронзовым призёром турнира Swedish Open. В 1973 году победил на турнирах Jose Ramon Rodrigues в категории до 93 килограммов (в абсолюте был вторым) и Polish Open, был вторым на чемпионате ГДР, завоевал бронзу международного турнира в Потсдаме. В этом же году стал бронзовым призёром чемпионата мира и Европы. В 1974 году стал чемпионом ГДР в категории до 93 килограммов (в абсолюте был вторым), победил на турнире в Вене, был вторым на Tournoi de Paris, и привёз две бронзовые медали чемпионата Европы — в личном и командном первенствах. В 1975 году стал чемпионом ГДР как в полутяжёлом весе, так и в открытой категории, победил на Polish Open и турнире в Халле-Нойштадте, на турнирах в Тбилиси и Потсдаме был только третьим. В этом же году завоевал первое звание чемпиона Европы и бронзовую медаль чемпионата мира. В 1976 году победил в двух категориях на международном турнире в Улан-Баторе и так же в двух категориях победил на чемпионате ГДР Принимал участие на Олимпийских играх 1976 года, выступал в двух категориях. Борец, победивший во всех схватках группы выходил в финал. В «утешительных» схватках встречались те борцы, которые проиграли победителю группы начиная с четвертьфинала, и они боролись за бронзовые медали. В категории до 93 кг боролись 32 дзюдоиста. В 1/16 на третьей минуте победил удушающим приёмом (предплечьями со стороны головы без захвата одежды противника) бельгийца Роберта ван де Валле, в 1/8 подсечкой изнутри победил поляка Антония Ритера. В 1/4 был побеждён задней подножкой будущим чемпионом японцем Кадзухиро Ниномией. В утешительной встрече броском через бедро победил северокорейца Ан Ён Нама. Встреча за третье место закончилась вничью, но судьи отдали победу швейцарцу Юргу Рётлисбергеру, и Лоренц остался пятым. Интересно то, что в этом турнире Лоренц боролся с тремя будущими олимпийскими чемпионами: Кадзухиро Ниномией, который завоевал золото на этой олимпиаде, Рётлисбергер в 1980 году завоевал золотую медаль в категории ниже, Роберт ван де Валле в этой категории, а сам Лоренц стал чемпионом в открытой категории. Выступал на той же олимпиаде и в открытой (абсолютной) категории, где принимали участие 23 спортсмена. В первой схватке, закончившейся вничью, потерпел поражение по решению судей и выбыл из турнира. В 1977 году одержал победу на клубном кубке Европы и турнире в Потсдаме, был вторым на турнире Hungaria Cup, третьим на ”Tournoi de Paris, стал чемпионом Германии в полутяжёлом весе и вторым в абсолютной категории. В этом же году подтвердил свой статус сильнейшего в Европе в полутяжёлом весе. В 1978 году собрал коллекцию золотых медалей: в двух категориях на чемпионате Европы, в двух категориях на чемпионате ГДР, на турнирах Dutch Open, Jigoro Kano Cup и Потсдаме. В 1979 году вновь не имел поражений на турнирах: клубном кубке Европы, чемпионате Германии в двух категориях, отборочном олимпийском турнире в Вене, международных турнирах в Берлине и Лейпциге. В 1980 году был первым на турнире в Тбилиси, вторым в Потсдаме, стал серебряным призёром чемпионата Европы. На чемпионате ГДР был третьим в категории до 95 килограммов и победил в абсолютной. Перед Олимпийскими играми 1980 года был одним из фаворитом в категории до 95 килограммов. В категории боролись 23 спортсмена, регламент был прежним. До четвертьфинала Лоренц продвигался легко, но в четвертьфинале встречался с ещё одним фаворитом Тенгизом Хубулури. Встреча закончилась вничью, но судьи отдали победу советскому дзюдоисту. В утешительных схватках Лоренц легко расправился с соперниками и завоевал бронзовую медаль олимпийских игр. На Олимпийских играх в Москве принял также участие в соревнованиях в абсолютной категории. В соревнованиях приняли участие 21 спортсмен. В отсутствие явных фаворитов японцев Ясухиро Ямаситы и Сумио Эндо, рассматривался как один из претендентов на медали. После жеребьёвки выяснилось что более того, по существу в его группе для Лоренца не было никаких соперников, которые могли бы ему преградить путь в финал – три другие претендента Анджело Паризи, Роберт ван де Валле и Сергей Новиков попали в другую группу. Финальная схватка с Паризи была очень вязкой, оба спортсмена неоднократно наказывались за пассивность, но в итоге судьи отдали победу немецкому спортсмену и Дитмар Лоренц стал олимпийским чемпионом. В том же году закончил карьеру как спортсмен, и перешёл на тренерскую работу в своём же клубе. Затем какое-то время был безработным, с 1990 года был тренером в Sportjugend Berlin e. V, с 1992 года работал социальным работником спортивного и молодёжного центра Берлин-Нойкёльн.