Terminó derecho y se matriculó en Filosofía. Luego le llegó la cárcel, dos años y medio. Terminó sus estudios tras salir de prisión, a la que le mandó un consejo de guerra, por pertenecer a la Agrupación Socialista Universitaria y repartir panfletos. Primero fue a Carabanchel, en la galería donde estaban los presos políticos, y luego a la Celular de Valencia. En 1969 pasó a la docencia, en la Escuela de Arquitectura. Su significación política volvió a cerrarle puertas y, tras expulsarle de este centro, llegó a impartir clases a la Escuela de Arquitectura del Portsmouth Polytechnic, cuando todavía no dominaba el inglés.
En 1984, el conseller de Cultura en la Generalitat Valenciana, Ciprià Císcar, le pidió que se incorporara como director del IVAM y como director general de Patrimonio. Allí se mantuvo cinco años antes de marcharse al Museo Reina Sofía de Madrid, en 1988, donde estuvo dos años. Jorge Semprún, ministro de Cultura y amigo personal de Llorens, lo destituyó y pasó a ser el máximo responsable del Thyssen, en enero de 1991. Al parecer, Semprún no estaba de acuerdo con el sesgo historicista que Llorens planificaba para el Reina Sofía. Lo que reclamaba el sector era que el centro fuera un escaparate del arte contemporáneo español. Además, el paso historicista contemplaba trasladar el Guernica, de Picasso, del Casón del Buen Retiro al Reina Sofía y Semprún no se atrevió ante las críticas que se le vendrían encima. La inauguración estaba pautada para noviembre de 1990 y el traslado sería en marzo de 1991, pero todo se paralizó al negarse Semprún. Finalmente, el problema del cuadro se resolvería con su llegada en 1992-
El recorrido museográfico del Thyssen-Bornemisza es el mismo plan trazado por el propio Llorens en 1991, cuando llegó para inaugurar la colección adquirida por el Estado al barón Thyssen, por 350 millones de dólares. Su compromiso con la cultura, la ciencia y la sociedad hizo que perseverara en investigaciones al margen de las exposiciones superventas o blockbusters y su banalización del arte. En el año 2005 abandona la máxima responsabilidad artística en el Thyssen, y de su asesoramiento en la sombra a Carmen Cervera en la creación de su colección.
Intentó volver a los viejos tiempos en el año 2011, cuando formó parte del Patronato del Museo Carmen Thyssen Málaga. El reencuentro acabó en dimisión, a las tres semanas de la inauguración del centro, junto con la de la directora, María López, después del nombramiento de un director gerente "sin proceso de selección", que carecía de experiencia en la gestión de los museos o instituciones artísticas, "cuya ocupación profesional exclusiva a lo largo de los últimos años ha sido de naturaleza política". Llorens no permitió las injerencias de Cervera y dejó patente la dignidad con la que entendía su trabajo, cuando explicó que el museo había "dejado de tener el grado de credibilidad histórico artístico que debería esperarse de un museo de su naturaleza".
Llorens, siempre acompañado de sus cuadernos de notas, tomaba apunte de sus experiencias con las obras de arte y eso le hizo un investigado con más ojo que archivo. Un sabio enamorado de la vanguardia clásica, y Picasso sobre todo, que se sentía muy incómodo con la trayectoria de las segundas vanguardias, a partir de los años sesenta. "Los proyectos de Llorens estaban muy marcados por la vocación intelectual, no por la vía del mercado. Le preocupaba más el arte que la taquilla", asegura Javier Arnaldo. Pertenecía al mundo del rigor y de la excelencia, del ideal de accesibilidad ciudadana sin paternalismos ni menosprecios. Su ausencia al frente del Museo Nacional Thyssen-Bornemisza fue una pérdida insustituible.
