moto GP

Para la temporada 2008 Lorenzo pasó a la categoría de MotoGP al firmar con el equipo oficial de Yamaha y será compañero de equipo del heptacampeón Valentino Rossi.
Aunque Rossi y Lorenzo llevarán la misma montura no usarán el mismo proveedor de neumáticos: Lorenzo usará Michelin y Rossi calzará Bridgestone, tras el buen rendimiento de los neumáticos nipones en 2007.
El 8 de Marzo de 2008, Jorge Lorenzo logró la pole en su primera carrera en la categoría reina del motociclismo.
Un día después consiguió subir al podium en segunda posición, por detrás de Casey Stoner y delante de Daniel Pedrosa en una épica carrera, donde este gran piloto demuestra que está preparado para dar un gran futuro al motociclismo español. Su compañero de equipo Valentino Rossi finalizó en quinta posición a más de 8 segundos de diferencia.
En la segunda carrera de la temporada, en el circuito de Jerez, consiguió la segunda pole position de su carrera, haciéndolo por segunda carrera consecutiva, por lo que se convirtió en el primer piloto novato en la categoría reina en hacer dos poles en las dos primeras carreras de la temporada. Posteriormente, ya en carrera, no conseguiria repetir los buenos números conseguidos en los entrenamientos (que le proyectaban como el rival a batir en carrera) y finalizaria en 3ª posición, solo por detras de su compañero de equipo, el italiano Valentino Rossi y el español Dani Pedrosa.
En el Gran Premio de Portugal (y partiendo por 3ª vez consecutiva desde la pole); consiguió su primera victoria en Moto GP tras abrir un pequeño hueco a mitad de carrera tras haber luchado codo con codo con Valentino Rossi y Dani Pedrosa, que fueron tercero y segundo respectivamente. Alcanzó, además, el liderato del Mundial compartido con Pedrosa, siendo la primera vez en la categoría reina del motociclismo donde se veía primero del Campeonato.