Лютфи Заде или Лютфали Аскерзаде родился 4 февраля 1921 года в бакинском поселке Новханы.
Eго отец — Рагим Алескерзаде (1894—1980), журналист по профессии, — был азербайджанцем и иранским подданным родом из Ардебиля, мать — Фейга (Фаня) Моисеевна Коренман (1897—1974), врач-педиатр по профессии, — еврейского происхождения из Одессы. Рагим Алескерзаде, чья семья происходила из города Ардебиль, был направлен в Баку в годы Первой мировой войны в качестве иностранного корреспондента еженедельника «Иран». Здесь он женился на студентке медицинского института Фане Коренман, чья семья покинула Одессу во время еврейских погромов.
С первого по четвёртый класс учился в бакинской русской школе номер 16, в детстве много читал — как классические произведения русской литературы, так и мировую классику в русских переводах. В 1931 году семья Аскерзаде в связи со сложной экономической ситуацией в стране переехала в Иран. На протяжении восьми лет учился в Американском колледже Тегерана (впоследствии известном как Alborzе — миссионерской пресвитерианской школе с обучением на персидском языке), затем на электроинженерном факультете в Тегеранском университете (окончил в 1942 году). Уже в школе познакомился со своей будущей женой Фаней Занд (в замужестве Фэй Заде, 1920—2017) из семьи двинских евреев, бежавших из Германии в Тегеран после прихода к власти нацистов. Много лет спустя Фэй Заде стала автором наиболее полной биографии своего мужа — «Моя жизнь и путешествия с отцом нечёткой логики».
После окончания университета переехал в Соединенные Штаты в июле 1944 года и в сентябре поступил в Массачусетский технологический институт (получил диплом магистра в области электрической инженерии (в 1946 году). Родители Лютфи Заде в это время жили в Нью-Йорке (мать работала врачом), где он поступил в аспирантуру Колумбийского университета, а после защиты диссертации в 1949 году остался там же ассистентом на инженерном отделении. С 1959 года работал в Калифорнийском университете (Беркли).
Опубликовал в 1965 году основополагающую работу по теории нечётких множеств, в которой изложил математический аппарат теории нечётких множеств. В 1973 году предложил теорию нечёткой логики, позднее — теорию мягких вычислений (англ. soft computing), а также — теорию вербальных вычислений и представлений (англ. computing with words and perceptions).
В Google Scholar на ноябрь 2011 года зарегистрировано 88,7 тыс. ссылок на его работы, из них 26 тыс. на первую публикацию о нечётких множествах в журнале Information and Control[en][38]. На октябрь 2017 года Scopus показывает 482 академические работы, ссылающиеся на 20 работ Лотфи Заде, изданных с 1950 по 1956 год и 53708 академических работ, ссылающихся на 179 работ Лютфи Заде, изданных с 1957 по настоящее время, 36165 из которых ссылаются на публикацию о нечётких множествах 1965 года.
В 1965 и 2008 годах посещал Баку. В августе 2017 года обратился с письмом в Администрацию Президента Азербайджана с просьбой похоронить его в Азербайджане. Скончался учёный 6 сентября 2017 года.
6 сентября 2018 года на его могиле в Аллее почетного захоронения был установлен памятник работы Омара Эльдарова.