Korzenie Lexusa LS sięgają roku 1983, gdy w koncernie Toyota pojawił się pomysł stworzenia samochodu idealnego, wykorzystującego najbardziej wyrafinowane innowacje techniczne dla zapewnienia maksymalnego komfortu i bezpieczeństwa jazdy, a jednocześnie dającego satysfakcję z prowadzenia – i posiadania. W przedsięwzięcie zaangażowano 60 projektantów i 1400 konstruktorów pracujących w 24 zespołach, a także 2300 techników i 200 pracowników pomocniczych.
Podczas konstruowania przeznaczonego dla nowego samochodu czterolitrowego silnika V8 przetestowano 873 prototypy. Efektem ambitnego projektu stała się dynamiczna jednostka o wyjątkowej kulturze pracy. Wibracje towarzyszące pracy silnika ograniczono do minimum dzięki idealnemu wyważeniu podzespołów i obniżeniu tolerancji wykonania elementów o 50%.
Praktycznie całkowite wyeliminowanie drgań układu napędowego uzyskano przez zamontowanie silnika na poduszkach hydraulicznych pod niewielkim kątem, umożliwiające poprowadzenie wału napędowego w linii prostej do tylnego mostu. Efekt tych zabiegów najlepiej ilustrował kultowy film z piramidą kieliszków ustawionych na masce Lexusa LS, utrzymującą się bez ruchu w całym zakresie obrotów.
Automatyczną skrzynię biegów wyposażono w oddzielny komputer, komunikujący się z elektronicznym sterownikiem silnika w celu zapewnienia ich optymalnej współpracy i doskonale płynnej zmiany przełożeń.
Pojazd otrzymał wyrafinowane, wielowahaczowe zawieszenie wszystkich kół z dodatkowymi elementami tłumiącymi i opcjonalny układ pneumatyczny sterowany mikroprocesorem.
Rewolucyjne było również nadwozie o sztywności półtora raza większej, niż w porównywalnych samochodach, przy którego produkcji po raz pierwszy zastosowano spawanie laserowe. Do jego budowy zastosowano szlachetne materiały, takie jak stal nierdzewna, a nowatorskie technologie pozwoliły umieścić między warstwami blachy dodatkowe wygłuszenia.
Wiele uwagi poświęcono bezpieczeństwu czynnemu i biernemu. Znalazło to odzwierciedlenie zarówno w konstrukcji nadwozia i podwozia, jak i kabiny. Podczas crash-testów przebadano sto prototypów.
W proces produkcyjny włączono 300 dodatkowych procedur kontrolnych – oprócz stosowanych przy produkcji innych modeli Toyoty. W efekcie nowa fabryka Lexusa w mieście Tahara uzyskała pierwsze miejsce w świecie pod względem niezawodności produktów.
Wszystko to sprawiło, że wkrótce po premierze w 1989 roku Lexus LS 400 stał się symbolem japońskiej doskonałości w nadzwyczaj wymagającym segmencie samochodów luksusowych.
Odnosząc ogromny sukces, Lexus sam stanął przed nie lada wyzwaniem podczas tworzenia modelu LS drugiej generacji. Trzeba było zaspokoić rozbudzone oczekiwania klientów, dając im samochód jeszcze wygodniejszy i dający więcej zadowolenia z jazdy, a przy tym nawiązujący do pierwowzoru. W rezultacie nowy samochód wprowadzony w 1994 roku zewnętrznie bardzo przypominał poprzednika, choć 90 procent elementów przeprojektowano lub zaprojektowano od nowa. Przy jeszcze większej sztywności nadwozia i rozstawie osi większym o 35 mm pojazd był o 95 kg lżejszy od pierwszej generacji, co w połączeniu z usprawnieniami silnika przełożyło się na lepszą dynamikę i mniejsze zużycie paliwa. Przyczyniła się do tego również aerodynamiczna optymalizacja nadwozia, obniżająca współczynnik oporu powietrza Cx do rekordowej w segmencie wartości 0,28.
Dużą uwagę przywiązano do zwiększenia komfortu kabiny. Ulepszono konstrukcję foteli, usprawniono klimatyzację wnętrza, system audio wzbogacono o pierwszy w świecie zmieniacz na 6 płyt CD. Dodano też poduszkę powietrzną pasażera i wzmocnienia boczne w drzwiach, wyprzedzając wymagania przepisów o dwa lata, a później również boczne poduszki powietrzne.
W połowie okresu produkcji drugiej generacji Lexus LS zyskał silnik z pierwszym w jednostkach V8 mechanizmem zmiennych faz rozrządu VVT-i.
Podczas premiery trzeciej generacji modelu LS w roku 2000 na salonie motoryzacyjnym w Genewie Lexus zapowiedział, że nowy samochód będzie jeszcze szybszy, cichszy i bardziej komfortowy od poprzedników – i słowa dotrzymał. Mało tego, Lexus LS 430 okazał się istotnie najcichszym i najdoskonalszym aerodynamicznie pojazdem w swojej klasie.
Nowy silnik V8 o pojemności skokowej zwiększonej do 4,3 l miał większą moc (290 KM), a przy lepszej dynamice wyróżniał się mniejszym zużyciem paliwa i emisją CO2 spełniającą przyszłą normę Euro IV.
Nadwozie o współczesnych kształtach zostało starannie przebadane w tunelu aerodynamicznym (tym samym, w którym testowano sławny superszybki pociąg Shinkansen), co pozwoliło obniżyć współczynnik oporu do 0,26.
Pasażerowie tylnych siedzeń zyskali więcej miejsca dzięki zwiększeniu rozstawu osi o 75 mm. Nowe fotele wyposażono w pamięć ustawień i perforowaną tapicerkę z systemem klimatyzacji, a także... masażu wibracyjnego. Układ klimatyzacji wzbogacono o mechanizm automatycznego zamykania obiegu powietrza po wykryciu szkodliwych substancji na zewnątrz pojazdu. Wnętrze zyskało także radykalnie bardziej wysmakowany wystrój.
Rewolucyjną nowością w nowym LX było wprowadzenie pierwszego w świecie systemu przeciwzderzeniowego PCS, pomagającego uniknąć kolizji lub ograniczyć ich skutki.
Zapowiedzią czwartej generacji Lexusa LS był przedstawiony w 2005 roku na Tokyo Motor Show koncepcyjny Lexus LF-Sh z napędem hybrydowym. Efekt prac nad nowym samochodem, prowadzonych od 2001 roku, zaprezentowano na 2006 North American International Auto Show. Wysiłek włożony w zaprojektowanie pojazdu od podstaw w ramach najdroższego w historii koncernu projektu opłacił się – Lexus LS został wybrany przez dziennikarzy motoryzacyjnych Samochodem Roku 2007.
Po raz pierwszy w historii modelu zaoferowano klientom całą gamę wariantów. Do modelu podstawowego dołączył wkrótce LS 600h z napędem hybrydowym – pierwsza hybryda w segmencie samochodów luksusowych – potem wariant LS 460 z napędem na cztery koła, a następnie wydłużony o 12 cm LS 600hL.
Dla Lexusa LS 460 skonstruowano zupełnie nowy, lekki silnik V8 o pojemności 4,6 l z komputerowo sterowanym mechanizmem zmiennych faz rozrządu VVT-iE. Pozwoliło to osiągnąć o 35 procent większą moc i o 30 procent większy moment obrotowy od poprzedniej jednostki 4,3 l przy mniejszym zużyciu paliwa i mniejszej emisji niepożądanych substancji.
W układzie przeniesienia napędu zastosowano pierwszą w świecie ośmiobiegową przekładnię automatyczną, wyróżniającą się bardzo cichą pracą. Poziom hałasu stwierdzony podczas testów kompletnego układu napędowego nie przekraczał 10 decybeli, czyli głośności normalnego oddechu.
W konstrukcji nadwozia zastosowano aż 40 procent wysokowytrzymałej stali, zapewniającej wysoką sztywność przy małej masie, zaś ze stopów aluminium wykonano maskę, elementy nadwozia znajdujące się w strefach zgniotu czy elementy podwozia.
Rewolucyjne zmiany wprowadzono w elektronice, wyposażając samochód w inteligentną sieć integrującą wszystkie systemy zarządzane elektronicznie – od silnika, skrzyni biegów i aktywnego zawieszenia, przez hamulce i wspomaganie kierownicy, po zwiększające bezpieczeństwo jazdy czujniki udoskonalonego systemu PCS, w tym radar i kamery.
Lexus LS czwartej generacji został poddany delikatnemu face liftingowi w roku 2010, a potem gruntownemu w roku 2012, otrzymując charakterystyczną dla współczesnych Lexusów osłonę chłodnicy. Wtedy też wprowadzono fabrycznie tuningowaną wersję F Sport.