В феврале 1951 года на базе ремонтных мастерских в Луцке был организован ремонтный завод, который изготавливал душевые установки, транспортеры ТСМ-6,5 для силосных масс, стенды-тележки КДМ-46 для разборки и сборки тракторных двигателей, вентиляторы ВР-6, ЭВР-6. 
В октябре 1955 года на базе ремонтных мастерских в эксплуатацию была введена первая очередь авторемонтного завода по ремонту автомобилей ГАЗ-51 и ГАЗ-63, а также выпуску запасных частей для автомобилей. Годовой выпуск продукции предприятия составлял 1273 тыс. руб. На заводе работали 232 человека.
В 1959 году авторемонтный завод, входивший в состав Львовского совнархоза, был переименован в машиностроительный. Первой продукцией машиностроительного завода стала прицеп-лавка модели ЛуМЗ-825. 
Автолавка ЛуМЗ-827, выпускавшаяся с I-го квартала 1960 года, предназначалась для использования в качестве передвижной торговой точки. Для этого на шасси ГАЗ-51А монтировался цельнометаллический кузов с доступом внутрь через единственную дверь, расположенную сзади. По правой стороне кузова были расположены три больших и четыре малых окна-витрины. Помещение кузова было оборудовано металлическими шкафами с выдвижными ящиками, стеллажами и полками. Вдоль правой стенки кузова размещались прилавок и витрина.
В последующие годы выпускались ремонтные мастерские типа ГОСНИТИ-2, 
малотоннажные рефрижераторы модели ЛуМЗ-945 на базе автофургона «Москвич-432»
и ЛуМЗ-946 на базе автофургонов УАЗ-451 и УАЗ-451М, 
автомобили-рефрижераторы ЛуМЗ-890 на базе ЗИЛ-164А, а затем ЛуАЗ-890Б на базе ЗИЛ-130.
Наряду с перечисленными моделями специальных автомобилей выпускались прицепы-рефрижераторы модели ЛуМЗ-853Б на базе прицепа ИАПЗ-754В и ЛуАЗ-8930 на базе ГКБ-819. В дальнейшем в 1979 году производство авторефрижераторов и прицепов-рефрижераторов было перенесено в город Брянка.
Одновременно с выпуском указанной выше продукции на заводе проводились работы по внедрению в производство грузопассажирского автомобиля ЗАЗ-969B с колесной формулой 4x2 и приводом на передние колеса по документации, разработанной Запорожским автомобильным заводом «Коммунар».
В 1965 году на предприятии были изготовлены опытные образцы новых автомобилей ЗАЗ-969B, а в декабре 1966 года собрана их опытно-промышленная партия в количестве 50 шт. Приказом по Минавтопрому от 11 декабря 1967 года Луцкий машиностроительный завод был переименован в автомобильный, и с этого времени он специализируется на выпуске грузопассажирских автомобилей малого и особо малого классов, а также транспортеров военного назначения модельного ряда ЛуАЗ-967.
В 1971 году предприятием был освоен выпуск автомобилей ЗАЗ-969. 
В отличие от своего предшественника ЗАЗ-969B автомобиль имел колесную формулу 4x4. Основным приводом по-прежнему являлся передний. Привод на задние колеса включался, когда автомобилю нужно было преодолеть труднопроходимый участок пути. На автомобилях ЗАЗ-969B и ЗАЗ-969 применялся двигатель МеМЗ-969 мощностью 30 л. с. В 1975 году предприятием начат серийный выпуск автомобилей модели ЛуАЗ-969A с двигателем МеМЗ-969А мощностью 40 л. с., что позволило повысить проходимость автомобиля и улучшить его динамические качества. 
При этом автомобили ЗАЗ-969B, ЗАЗ-969 и ЛуАЗ-969A внешних отличий друг от друга не имели. В том же 1975 году Луцкий автомобильный завод вошел в состав вновь организованного производственного объединения «АвтоЗАЗ».
В мае 1979 года предприятием начат серийный выпуск автомобилей ЛуАЗ-969М, а уже 22 сентября 1982 года с конвейера завода сошел 100-тысячный грузопассажирский автомобиль.
В 1984 году на заводе был построен опытный образец нового автомобиля ЛуАЗ-1301 на прежнем шасси ЛуАЗ-969M.
В дальнейшем ЛуАЗ-1301 по двигателю и ряду узлов был унифицирован с «Таврией» и с 1988 года выпускался ограниченными сериями. Всего Луцким автозаводом с декабря 1966 года по 1 мая 1989 года выпущено около 182 тыс. автомобилей. В январе 1988 года заводом начато производство аэродромного малогабаритного тягача ЛуАЗ-2403, предназначенного для буксировки багажных и грузовых тележек массой до 3000 кг на территориях аэропортов с асфальтобетонным или цементным покрытием.
В начале 1990-х годов спрос на продукцию завода упал, и предприятие активно начинает искать новый предмет производства. В 1990—2000 годы заводом освоена сборка автомобилей ВАЗ и УАЗ. Одновременно не прекращались попытки поставить на поток собственную модель бюджетного внедорожника, представляющего собой обновленную версию ЛуАЗ-1301.
В 2006 году завод попал под контроль корпорации «Богдан» и все работы над собственной моделью внедорожника, а также сборка автомобилей ВАЗ и УАЗ были прекращены. Завод полностью перешел на сборку автобусов и троллейбусов «Богдан».