Lorenzo Fatibene ha conseguito la Laurea in Fisica presso l'Università degli Studi di Torino nel 1992 e il Dottorato in Matematica presso il consorzio Università di Torino, Politecnico di Torino e Università di Genova nel 1999. È stato borsista del CNR e assegnista di ricerca del Dipartimento di Matematica dell'Università di Torino per brevi periodi. Dal 1999 è Ricercatore universitario in fisica matematica presso il Dipartimento di Matematica dell'Università di Torino. Nel 2010 ha conseguito l'abilitazione come professore ordinario in Fisica Matematica ed è stato chiamato dalla facoltà di Scienze MFN dell'Università di Torino.
Le sue ricerche sono principalmente svolte nell'ambito delle teorie relativistiche, leggi di conservazione, metodi geometrici in teorie di campo, entropia dei buchi neri, fondamenti geometrici della gravità quantistica a loop, teorie estese della gravitazione.
