Lütfəli Rəhim oğlu Ələsgərzadə 4 fevral 1921-ci ildə Bakının Novxanı qəsəbəsində anadan olub. Atası Rəhim Ələsgərzadə jurnalist, anası Faniya Koriman pediatr olub.
O, 1944-cü ildə Tehran Universitetini (İran) elektrik mühəndisliyi ixtisası üzrə bitirib, 1944-1959-cu illərdə Massaçusets Texnologiya İnstitutunda və Kolumbiya Universitetində (ABŞ) magistr və doktorluq elmi dərəcələrini alıb. Lütfi Zadə 1959-cu ildən Berkli Kaliforniya Universitetində (ABŞ) professor kimi işləyib, 1963-cü ildən isə buranın “Elektrik mühəndisliyi və kompüter elmləri” kafedrasına rəhbərlik edib.
Lütfi Zadənin ən böyük nəzəriyyəsi olan “qeyri-səlis məntiq” nəzəriyyəsi uzun müddət Amerika elmi ictimaiyyəti tərəfindən qəbul edilməsə də, 1980-ci illərdə yapon alimlərinin diqqətini cəlb etmişdir. Hazırda bu nəzəriyyə Yaponiyanın “Mitsubishi”, “Toshiba”, “Sony” kimi nüfuzlu şirkətlərində istifadə edilir. Həmçinin onun “vəziyyətlər fəzası”, “dinamik sistemlərin idarəolunma və müşahidəolunma” nəzəriyyələri hazırda ABŞ-nin Milli Kosmik Tədqiqatlar Mərkəzində (NASA) istifadə olunur.
Alim müxtəlif ölkələrin “Richard Hamming”, “Rufus Oldenburger”, “Egleston”, “Benjamin Franklin” və s. medallarına layiq görülüb. O, Azərbaycanın “Dostluq” ordeni və Nizami Gəncəvi adına qızıl medalı ilə təltif olunub. Lütfi Zadə 2001-ci ildə AMEA-nın fəxri (xarici) üzvü seçilmişdir.
Lütfi Zadə 6 sentyabr 2017-ci ildə ABŞ-nin Berkli şəhərində vəfat edib və Bakının Birinci Fəxri xiyabanında dəfn olunub.
2019-cu ildə ADA Universitetində Lütfi Zadə adına təqaüd təsis edilib.