Als Organist, Cembalist, Fortepianist und Dirigent begeistert Lorenzo Ghielmi seit vielen Jahren sein Publikum mit Interpretationen der Musik von der Renaissance bis zur Romantik in historischer Aufführungspraxis. Er gehörte 1983 zu den Gründern des legendären italienischen Barockorchesters Il Giardino Armonico, als dessen Organist und Cembalist er beinahe ein Jahrzehnt durch die Welt reiste. Inzwischen konzentriert er sich hauptsächlich auf seine Arbeit als Solist und Kammermusiker und trat als solcher auch mit vielen bekannten Ensembles und Solisten der Alten Musik auf. Daneben gründete Lorenzo Ghielmi 2005 das Ensemble La Divina Armonia, das er als Dirigent vom Instrument aus leitet.

Er trat auf den meisten der bedeutendsten Festivals und Konzertbühnen Europas, Japans, Asiens, der USA und Südamerikas auf, wird immer wieder als Solist für Konzerte auf wertvollen historischen Instrumenten eingeladen und spielte – sowohl als Solist wie im Ensemble – zahlreiche und vielfach ausgezeichnete Aufnahmen ein.

Auch auf wissenschaftlichem Gebiet ist der international renommierte Spezialist für historische Tasteninstrumente eine gefragte Persönlichkeit und wird häufig als Berater für Fragestellungen rund um historische Orgeln und andere Tasteninstrumente herangezogen. Er verfasste zahlreiche Studien über die Orgelkunst des 16. und 17. Jahrhunderts sowie über die Interpretation der Werke Johann Sebastian Bachs und ist Autor eines Buches über Nicolaus Bruhns. Seine Kompetenz ist auch in der Jury diverser Wettbewerbe für Tasteninstrumente gefragt, er hält Vorlesungen und Meisterklassen und unterrichtet Orgel, Cembalo und Kammermusik am Istituto di Musica Antica in der Civica Scuola di Musica di Milano. In Mailand wirkt er zudem als Titularorganist der Basilica di San Simpliciano.