Лотар Загросек получава първото си музикално образование като член на Хора на Регенсбургската катедрала в Регенсбург. Учи дирижиране при Ханс Сваровски, Ищван Кертес, Бруно Мадерна и Херберт фон Караян. След длъжностите главен музикален директор в Солинген и Крефелд-Мьонхенгладбах става главен диригент на Симфоничния оркестър на Австрийското радио във Виена. Този ангажимент е последван от три години като музикален директор на Парижката Гранд Опера и главен гост-диригент на Симфоничния оркестър на Би Би Си в Лондон, след което Лотар Загросек става генерален музикален директор на Лайпцигската опера. В продължение на много години той е свързан с Юнге Дойче Филхармони като главен гост-диригент и артистичен съветник. Особено успешен е периодът, в който той е главен музикален директор на Вюртембергската държавна опера в Щутгарт от 1997 до 2006 г. Работата му в този театър е отличена два пъти с наградата „Диригент на годината“ в анкетата на критиците на списание „Опернвелт“; по време на неговия мандат Щутгартската държавна опера е избирана пет пъти за оперен театър на годината. От 2006 до 2011 г. е главен диригент на оркестъра на Концертхаус в Берлин.
Като търсен оперен диригент с богат опит, е гостувал на много водещи сцени, сред които Виенската и Хамбургската държавна опера, Баварската държавна опера в Мюнхен, Дойче опер в Берлин, Земперопер в Дрезден, Театър де ла Моне в Брюксел, Кралската опера Ковънт Гардън в Лондон и на фестивала в Глиндеборн. През последните години гостува в Театро Ла Фениче във Венеция, в Дойче опер Берлин за новата постановка на „Малката кибритопродавачка“ от Лахенман, за която впоследствие получава за трети път наградата „Диригент на годината“, както и в Корейската национална опера („Парсифал“) и Хамбургската държавна опера („Катя Кабанова“). Сред важните нови продукции през последните години са „Лулу“ на Берг в Холандската национална опера в Амстердам на пулта на Кралския Концертгебау оркестър, „Електра“ на Щраус в Театро Комунале а Болоня и „Сцени от живота на Света Йоанна“ на Браунфелс в Кьолнската опера. Той се завръща във Франкфуртската опера за нова постановка на една абсолютна рядкост – трилогията „Диктаторът“ / „Тайното кралство“ / „Тежка категория или честта на нацията“ от Ернст Кренек. На Тиролския фестивал в Ерл той постига блестящ успех с рядко изпълняваната опера „Птиците“ на Валтер Браунфелс.
Като гост-диригент Лотар Загросек е дирижирал много големи оркестри в Германия и чужбина, сред които Берлинската и Мюнхенската филхармония, оркестъра на Лайпцигския дворец на културата, Бамбергският симфоничен оркестър, всички големи симфонични оркестри на Германското радио, Кралския оркестър на Концертгебау, Виенския симфоничен оркестър, Оркестъра на Академията на Санта Чечилия, Националния оркестър на Франция, Лондонския филхармоничен оркестър, Симфоничния оркестър на Монреал, Симфоничния оркестър на Атланта и Симфоничния оркестър на NHK в Токио. Гостувал е на Виенския и Берлинския фестивал, на Лондонския фестивал, на Мюнхенския оперен фестивал и на Залцбургския фестивал.
Специалният ангажимент на Лотар Загросек е свързан със съвременната музика. Изпълненията му на „Голямото слънце, изпълнено с любов“ от Луиджи Ноно или „Кибритопродавачката“ от Лахенман в Щутгарт, които също са издадени на CD, предизвикват международна сензация. Той е редовен изпълнител на Мюнхенския фестивал „Musica viva“ и на фестивали за съвременна музика в Донауешинген, Берлин, Брюксел и Париж. Записите му в рамките на изданието на Decca „Дегенеративна музика“, включващи творби на Ернст Кренек, Виктор Улман, Ханс Айслер (всички с оркестъра на Лайпцигския Гевандхаус), Бертолд Голдшмидт, Валтер Браунфелс и Ханс Краса, имат референтен характер. Легендарният Щутгартски пръстен е издаден на DVD от EuroArts и на CD от Naxos. Лейбълът Altus е издал компактдискове с Оркестъра на Концертхаус с произведения на Бетовен, Шуберт, Брукнер и Веберн. Няколко негови записа са носители на големи награди, като Гран при за диск (Grand Prix du Disque), Класическа накрада на Кан (Cannes Classical Award) и Немска награда за запис (German Record Prize), или са номинирани за Grammy.
Лотар Загросек, за когото насърчаването на младите таланти и културното образование са много важни, е патрон на „Офанзива за културно образование“ (Offensive Kulturelle Bildung) в Берлин и председател на артистичния консултативен съвет на „Форум на диригентите към Германския музикален съвет“ (Dirigentenforum des Deutschen Musikrats), а също така е председател на журито на „Германска награда за диригенти“ (Deutscher Dirigentenpreis). Носителят на наградата за култура на Хесен е удостоен с наградата на критиката в областта на музиката от Асоциацията на германските критици за изключителните си музикални постижения и е носител на Кръст за заслуги I степен на Ордена за заслуги на Федерална република Германия.
