W latach 1962–1965 Lorenzo w rzymskich klubach S.S. Lazio i Romie.
Po powrocie do Argentyny po raz drugi trenował San Lorenzo. W 1966 Lorenzo po raz drugi został selekcjonerem reprezentacji Argentyny, którą poprowadził na Mistrzostwa Świata. Na Mundialu w Anglii Albicelestes wygrali 2–1 z Hiszpanią i 2–0 ze Szwajcarią oraz zremisowali 0–0 z RFN. Dzięki zajęciu 2. miejsca w grupie awansowali do ćwierćfinału, gdzie przegrali 0–1 z gospodarzami turnieju. W 1966 był trenerem River Plate, a 1967 ponownie prowadził RCD Mallorca. W latach 1968–1971 ponownie prowadził S.S. Lazio, a 1972 San Lorenzo. Z San Lorenzo wygrał obie edycje mistrzostw Argentyny w 1972: Metropolitano i Nacional.
Po tych sukcesach został trenerem Atlético Madryt. Z Atlético dotarł do finału Puchar Mistrzów 1974, gdzie hiszpański klub uległ Bayernowi Monachium. Po powrocie do ojczyzny został trenerem Uniónu Santa Fe, by wkrótce potem zostać trenerem Boca Juniors. Praca w Boca Juniors to najlepszy okres trenerskiej karierze Lorenzo. Z Boca wygrał obie edycje mistrzostw Argentyny w 1976: Metropolitano i Nacional. Na arenie międzynarodowej zdobył Copa Libertadores w 1977 i 1978 oraz Puchar Interkontynentalny w 1977.