Представитель семьи итальянских художников Квальо, в XVII веке переселившихся с Комского озера в Германию.

Лоренцо Квальо вырос в многодетной семье (всего 11 детей) художника и архитектора Джузеппе Квальо. В числе его братьев — Симон, живописец архитектурных видов, сценограф, декоратор Мюнхенских королевских театров, график, художник-пейзажист, литограф и Доменико Квальо, один из самых известных немецких художников-архитекторов эпохи романтизма, театральный художник, литограф и гравёр.

Учился у своего отца Джузеппе Квальо и его брата Анджело Квальо. Затем продолжил обучение в мюнхенской художественной академии. До 1812 года служил декоратором двора Баварского курфюршества и национального театра в Мюнхене. Часто путешествовал по Баварским и Тирольским Альпам.

Изображал преимущественно сцены деревенской жизни и нарисовал на камне много копий с картин Дрезденской галереи для её издания, предпринятого Гонфштенглем.

Лоренцо Квальо прославился изображениями крестьянства Верхней Баварии.

В 1812 году опубликовал свою первую литографию с видами природы. В 1820 году занялся изучением баварского народного костюма. После 1834 года работал в замке Хоэншвангау над украшением «Зала лебединого рыцаря».

Умер в Мюнхене и похоронен на Южном кладбище.