Bersama Yamaha Lorenzo pun berhasil meraih gelar juara dunia MotoGP sebanyak tiga kali yakni tahun 2010,2012 dan 2015.
Penampilan Zarco di MotoGP 2017 membuat tim KTM ingin menjadikan pembalap asal Perancis tersebut menjadi pembalap utamanya di tahun 2019. Selain itu Lin Jarvis yang merupakan bos tim Movistar Yamaha, ingin menjadikan Zarco sebagai pembalapnya untuk menggantikan Valentino Rossi jika pembalap asal Italia tersebut memutuskan pensiun dari MotoGP.
