W 1902 roku w zakładach na stanowisku konstruktora podjął pracę Ettore Bugatti. Konstruowane przez niego auta napędzane były 2-, 4- i 6-cylindrowymi silnikami. W 1909 roku klienci mieli już do wyboru dziewięć różnych modeli. Firma poświęcała wiele uwagi wyścigom samochodowym. W 1908 roku (niektóre źródła podają rok 1905) zmieniono nazwę samochodów na Lorraine-Dietrich. W 24-godzinnym wyścigu Le Mans w 1925 roku Lorrain wygrał, osiągając prędkość 93,08 km/h. W rok później Lorraine w tym samym wyścigu zwyciężył, przekraczając magiczna barierę 100 km/h. Lorraine-Dietrich nigdy nie budowała małych pojazdów. Najmniejszy model A-4 z 1923 roku napędzany był górnozaworowym, 4-cylindrowym silnikiem 2.3 o mocy 50 KM. Pozostałe modele B-3-6 produkowane w latach 1921-1932 napędzane były silnikami 6-cylindrowymi 3.4 o mocy 50 KM, a modele D-2-6 z lat 1919-1927 silnikami 6.1. Od 1934 roku firma powróciła do wytwarzania lokomotyw i urządzeń dla kolei oraz rozpoczęto produkcję silników czołgowych i lotniczych.