Ayant quitté sa Lorraine natale pour s'établir à Rome vers 1620, Lorrain entre dans l'atelier d'Agostino Tassi, peintre de quadratures et de paysages. Il passera le reste de sa vie presque entièrement à Rome, au contact d'un cercle de peintres nordiques. Le minutieux réalisme nordique et le classicisme d' Carrache, dont la poétique du paysage idéal constitue une référence essentielle pour Lorrain, se fondent dans son langage. A partir de 1636, l'artiste enregistre sa production peinte dans le Liber Veritatis (Londres, British Museum), fait de 19 dessins, dont chacun est la copie fidèle d'un tableau. Dans ses marines et dans ses paysages inspirés de la campagne romaine, Lorrain transforme ses esquisses et ses impressions d'après nature en des décors solennels, constitués de perspectives d'architectures, d'arbres ou de vaisseaux qui donnent une impression d'espace infini et de temps indéfiniment lointain. Ces vues se caractérisent par une luminosité intense, et elles sont animées de petites silhouettes au travail, ou bien encore occupées à faire de la musique, des danses, des processions (Départ de sainte Paule, 1639, Madrid, Prado, Embarquement de la reine de Saba, 1648, Londres, National Gallery; Vue d'un port de mer au soleil couchant, Paris, Louvre; Moulin, 1648, Mercure dérobe les boeufs d'Apollon et Vue de Delphes avec procession sacrificatoire, Rome, Galerie Doria Pamphili).
Son oeuvre obtient un grand succès auprès de ses contemporains, surtout les collectionneurs anglais, et elle devient un modèle pour la peinture de paysage du XIXe siècle.