Fils cadet d’Ivan Eugène Lentz, ouvrier à l’usine sidérurgique d’Hagondange, et de Blanche Rossi (née en 1933), Thierry Lentz passe sa jeunesse à Hagondange en Moselle jusqu’à l’âge de vingt ans.
Il obtient son baccalauréat section économie puis une maîtrise en droit public à l’université de Metz (1981), et poursuit par deux diplômes d’études approfondies en droit public interne (1982) et études politiques (1983) à l’université Nancy-II
Thierry Lentz devient assistant parlementaire de Robert Malgras, député de la quatrième circonscription de la Moselle (1984-1986), avant d’occuper les fonctions de directeur adjoint de l’Institut régional de formation pour adultes de Lorraine (1986-1988) puis de directeur des relations extérieures du groupe Saur, à l’époque filiale de Bouygues (octobre 1988-juin 2000).

Thierry Lentz publie son premier livre à l’âge de vingt-sept ans, La Moselle et Napoléon : étude d’un département sous le Consulat et l’Empire, avec Denis Imhoff chez Serpenoise (1986).
Au sein de la Fondation Napoléon, il dirige l’édition de la Correspondance générale de Napoléon Bonaparte, établie par la Fondation Napoléon et publiée par Fayard en 15 tomes (2004-2018).
Il est également rédacteur en chef de Napoleonica, la revue (depuis 2008), revue sur les deux empires destinée aux chercheurs, publiée par la Fondation Napoléon et disponible en ligne sur le portail Cairn.info.
Il est l’auteur, seul ou en collaboration, d’une soixantaine d’ouvrages sur les deux empires (depuis 1986), d’un roman intitulé Tout le monde ment (2008), d’un essai sur le Christ crucifié de Diego Vélasquez (2011), d’une étude plusieurs fois rééditée et augmentée sur l’assassinat de John Fitzgerald Kennedy (1re éd. 1993), d’une autre sur le plateau de l’Obersalzberg et le Berghof au temps d’Adolf Hitler (2017), et d’une édition critique sur les mémoires de Heinz Linge, majordome de Hitler (2023).
En 2017, il fonde la collection Bibliothèque de Sainte-Hélène, coéditée par la Fondation Napoléon et les Éditions Perrin.

Thierry Lentz poursuit ses recherches et publications sur l’histoire générale, diplomatique et des institutions ou administrations à l’époque de Napoléon.
Thierry Lentz se consacre à l’enseignement depuis le début des années 1980 et devient chargé de cours à l’Institut d’études administratives et politiques de l’université Nancy-II sur les matières droit administratif, droit constitutionnel, histoire du droit (novembre 1983 – octobre 1988) ; à la faculté de droit de l’université de Metz en droit constitutionnel (1984 – 1988) ; à l’École des hautes études en sciences de l’information et de la communication (CELSA) dans le cadre du DESS de communication des institutions : le lobbying, institutions françaises et européennes (septembre 1998 – juin 2004).
Depuis septembre 2012, il est chargé de cours en histoire du Premier Empire à l’Institut catholique d’études supérieures de La Roche-sur-Yon. Son enseignement fait partie de la chaire Napoléon créée en 2014 par cet établissement privé d’enseignement supérieur.
Il est nommé professeur associé de l’ICES en 2021, spécialisé dans les enseignements Histoire du Consulat et de l’Empire, Histoire de L’État du Moyen-Âge à nos jours, La vie politique sous le Second Empire, Les grandes questions d’histoire contemporaine. Il est membre du conseil scientifique de l’ICES.