Родился 20 апреля 1961 года в Ростове-на-Дону в рабочей семье. В Ростове прошли его детство и юность. С юных лет мечтал стать артистом, подражал Аркадию Райкину, с 14 лет занимался вместе со старшей сестрой в драмкружке. Первые уроки актёрского мастерства получил от Галины Ивановны Жигуновой (матери актёра Сергея Жигунова), которая руководила самодеятельным театром.
Окончил актёрский факультет Ростовского училища искусств.
В 1979—1981 годах проходил службу в армии, где попал в ансамбль песни и пляски Северо-Кавказского военного округа. В ансамбле он сначала пел, потом заменил ушедшего конферансье.
В 1981—1985 годах Лавроненко учился в школе-студии МХАТ (на курсе Василия Петровича Маркова).
Работал в театре «Сатирикон», год играл в Ленкоме, участвовал в проектах «Творческих мастерских» («Мастерская Клима») и «Нового европейского театра». С труппой ездил на гастроли в Германию и Бельгию. Смысл жизни, по собственному признанию, всегда видел в любви, однако на сцене или в кино сыграть героя-любовника ни разу не предлагали.
Дебют Лавроненко в кинематографе состоялся в 1984 году, в мелодраме «Ещё люблю, ещё надеюсь», где он сыграл вместе с Евгением Евстигнеевым, которого считает своим учителем.
Главной кинороли ждал ещё почти 20 лет. Начинающий режиссёр Андрей Звягинцев заметил Лавроненко в одном из театральных спектаклей и пригласил актёра в свой фильм «Возвращение» (2003). Картину ждал успех — главный приз Венецианского кинофестиваля «Золотой лев» и прокат в 70 странах мира, благодаря чему Лавроненко приобрёл международную известность. Творческий тандем со Звягинцевым не распался, актёр и режиссёр вновь встретились на съёмочной площадке ленты «Изгнание» (2007). Фильм представлял Россию в конкурсе 60-го Каннского кинофестиваля, по итогам которого Лавроненко завоевал приз за лучшее исполнение мужской роли.
Драматический талант Лавроненко раскрылся в телесериалах Сергея Урсуляка «Ликвидация» (2007 год, в роли уголовника Чекана) и «Исаев» (2009 год, в роли Василия Блюхера)
Когда говорят про историю, я понимаю, что ничего особенного не сделал: я не космонавт, который впервые полетел в космос, и не учёный, совершивший открытие. Просто мы честно снимали кино. Вот и всё.
