شادروان لطفی زاده از پدری ایرانی و مادری روس در باکو در جمهوری آذربایجان متولد شد و تحصیلات اولیه خود را در باکو و تهران انجام داد. او بیش از همه به خاطر طرح کردن ریاضیات فازی مشتمل بر مفاهیم مرتبط فازی همچون مجموعه‌های فازی، منطق فازی، الگوریتم‌های فازی، کنترل فازی و احتمالات فازی شناخته شده‌است. گفته می‌شود نوآوری‌های پروفسور لطفی‌زاده، امکان‌پذیری یک پارادایم تازه در هوش مصنوعی را تبیین، و رئوس کلی آن را ترسیم کرده‌است.

پدر پروفسور لطفی زاده، رحیم علی عسکرزاده روزنامه‌نگار و بازرگان، از اهالی اردبیل و خبرنگار روزنامهٔ ایران و مادرش فانیا کوریمان پزشک کودکان یهودی روس بود. اما او همواره خود را یک ایرانی مهاجر می دانست و به تبار ایرانی اش افتخار می کرد.

پرفسور لطفی زاده در تهران در دبیرستان البرز  و در دانشکدهٔ فنی دانشگاه تهران تحصیلات مقدماتی و تکمیلی خود را به پایان برد و سپس در امتحانات دانشگاه تهران مقام دوم را کسب کرد. در سال ۱۹۴۲ رشتهٔ مهندسی برق را در این دانشگاه با موفقیت به پایان رساند و در دوران جنگ دوم جهانی و اشغال ایران توسط متفقین به ایالات متحده مهاجرت کرد. در مؤسسهٔ فناوری ماساچوست (ام.آی. تی) ادامه تحصیل داد و در سال ۱۹۴۶ درجهٔ کارشناسی ارشد در مهندسی برق را دریافت نمود. به‌دلیل اقامت والدینش در نیویورک سیتی، از دانشگاه کلمبیا تقاضای پذیرش کرد و در مقطع پی اچ دی با یک منصب تدریس پذیرفته شد. در سال ۱۹۴۹ فارغ‌التحصیل و سال بعد استادیار همان دانشگاه شد.

پرفسور لطفی زاده ده سال در دانشگاه کلمبیا تدریس کرد، و در سال ۱۹۵۷ به درجهٔ استاد تمامی ارتقا یافت. او از سال ۱۹۵۹ تاکنون در دانشگاه کالیفرنیا، برکلی تدریس کرده‌است. او اثر پیشگامانه خود در زمینهٔ مجموعه‌های فازی را در ۱۹۶۵ منتشر کرد، اثری که در آن به شرح ریاضیات نظریه مجموعهٔ فازی پرداخت. او در ۱۹۷۳ نظریهٔ منطق فازی خود را طرح کرد.

پروفسور لطفی زاده دارای ۲۵ دکترای افتخاری از دانشگاه‌های معتبر دنیاست. او در سال ۱۹۷۳ به عضویت در آکادمی ملی مهندسی برگزیده شد. بیش از ۲۰۰ مقالهٔ علمی را به‌تنهایی در کارنامهٔ علمی خود دارد و در هیئت تحریریهٔ ۵۰ مجلهٔ علمیِ جهان مقام «مشاور» را داراست. وی یکی از پژوهشگرانی است که دارای بیشترین ارجاع (highly-cited) در مقالات علمی دنیاست. زاده تا اکتبر ۲۰۱۴ میلادی، ۱۴۰٬۰۰۰ یادکرد در گوگل اسکالر داشته و نیز ۳۵۰٬۰۰۰ مقاله دارای کلمهٔ «فازی» در عنوان خود بوده‌اند.

در اسفندماه ۱۳۹۴ دانشگاه تهران به عنوان اولین دانشگاه محل تحصیل ایشان ضمن برگزاری بزرگداشتی نشان دکترای افتخاری خود را بدون حضور او به او اهدا کرد. اما پرفسور لطفی طاده به دلیل آنچه تبعیض تحصیلی در رژیم اسلامی خواند از پذیرش این مدرک افتخاری خودداری کرد.