No verão de 1567, O Martírio de São Lourenço foi revelado na igreja dos jesuítas em Veneza, resultado de uma encomenda do rei Filipe II da Espanha, que buscava preencher o Escorial com pinturas dignas de um mosteiro real. Ticiano, já na casa dos oitenta, trabalhou na tela por anos, supostamente retocando-a à luz de velas para aperfeiçoar seu efeito dramático noturno. A pintura rapidamente se tornou famosa por seu ousado uso de luz e sombra, com contemporâneos maravilhados com sua "notte" — a cena noturna — que era rara na pintura veneziana da época. No centro da pintura, São Lourenço está estendido sobre uma grelha de ferro, seu corpo contorcido em agonia enquanto as chamas lambem sua carne.

Soldados e algozes, representados em profundos vermelhos e ocres, se aglomeram ao seu redor, seus rostos iluminados pelo brilho do fogo. Acima, uma abertura nas nuvens permite que um raio de luz divina atravesse a escuridão, simbolizando a fé de Lourenço e a promessa de salvação. O olhar do santo se eleva para o céu, sua mão direita gesticulando em aceitação, ecoando o momento em que se diz que gritou: "Vire-me, este lado já está feito." O ousado claroscuro de Ticiano antecipa o drama das cenas de martírio posteriores de Caravaggio, mas com uma riqueza veneciana de cor e atmosfera. Após sua instalação no Escorial, O Martírio de São Lourenço tornou-se uma das obras mais admiradas da coleção real espanhola, elogiada por sua intensidade emocional e inovação técnica.

A pintura permaneceu na Espanha desde então, sobrevivendo a guerras e mudanças de regime, e hoje está pendurada no Museu do Prado em Madri. Acadêmicos observam que marca uma fase tardia e experimental na carreira de Ticiano, onde sua pincelada se tornou mais solta e suas composições mais ousadas. Embora o meio exato tenha sido debatido, o impacto da pintura em artistas posteriores — especialmente aqueles que trabalharam no Barroco — é indiscutível.