Né à New York, titulaire d'un MBA de la Wharton School of Business et diplômé de Harvard en Histoire, Lorenzo di Bonaventura est le fils d'un chef d'orchestre, Mario di Bonaventura.
Après avoir traaillé chez Columbia Pictures, il entre en 1989 chez Warner Bros.
Il occupe successivement les postes de vice-président Création et de vice-président Production.
En mars 1996, il accède au rang de Président Worldwide Production.
Durant son mandat, di Bonaventura impulsera certains des plus grands succès commerciaux et critiques de Warner Bros. Pictures, dont
Matrix, Les Rois Du Désert, Mafia Blues, En Pleine Tempête, Ocean'S Eleven, les deux premiers Harry Potter, Training Day, Troie et Scooby-doo.
Lorenzo di Bonaventura signe avec Constantine son premier film en tant que producteur. Sa société, basée chez Paramount, y produit actuellement Quatre Frères.
Il produit Le Mystère De L'Étoile sur les écrans en 2007. 
