Miután összeveszett Enzo Ferrarival, a traktorgyáras Ferruccio Lamborghini gyorsan elindította az autógyár projektjét, szülővárosától, Cento-tól pár kilométerre Sant’Agata Bolognese-ben választotta ki a telket, ahol a máig létező autógyár központi épületeit alig 8 hónap alatt felhúzták. Amikor 1963 október 20-án bemutatta a sajtónak a 350 GTV prototípusát, a háttérben már álltak a csarnokok.
A 12 000 négyzetméteres területen 2 szerelősort alakítottak ki, az egyiken a motorokat és egyéb mechanikus részegységeket gyártották – 1966-tól már házon belül készültek a váltók és differenciálművek is –, a másikon az autókat szerelték össze. A 2 sor között helyezkedtek el az irodák, ahol azt igazgatói szoba, a műszaki és a kereskedelmi osztály helyt kapott, az épület jobb oldalán helyezkedtek el a fejlesztőrészleg irodái, a bal oldalon az ügyfélkapcsolati osztály és a személyzeti blokk. Kezdettől fogva az elérhető legmodernebb gyártástechnológiákat használták.
1968. október 18-án 3 újabb üzemcsarnokot adtak át 3500 négyzetméteres területtel, ezekben néhány alkatrészgyártó műhely mellett a fejlesztőrészleg is új otthonra talált. Amíg 1965-ben 67 autót gyártottak, 1971-re ez a szám 425-re emelkedett, majd a 70-es évek olaj- és gazdasági válsága következtében 1979-ben következett a mélypont 55 autóval. A nyolcvanas években aztán sikerült folyamatosan feltornázni a termelést, 1987-ben 470 autót és 300 hajómotort készítettek.
1983-ban kezdett karbon-fejlesztéssel foglalkozni a Lamborghini, ekkor hozták létre az Esperienza Materiali Compositi részleget, ahol közvetlen a Boeing 767 számára kifejlesztett új műanyagok – karbon, kevlár – kutatásával foglalkoztak, ekkor épült a karbonvázas Countach Evoluzione prototípus. 1990-ben jelentősen bővítették a műanyag-kutatással foglalkozó részleget, ezenkívül az elektronikai fejlesztést is házon belülre hozták az emissziószabályozással együtt.
Számos tulajdonosváltást követően 1998-ban került a Volkswagen Csoport tulajdonába a Lamborghini, azon belül is az Audi irányítása alá. A németek 155 millió eurós beruházással 2001-re felújították a gyárat, új irodaházat, 2 emeletes múzeumot, új fejlesztőrészleget építettek, fejlesztették a gyártósorokat és új üzemi étkezdét adtak át a központi csarnokban. 2003 tavaszán, a cég 40. születésnapján adták át a Lamborghini Centro Stile központot, ahol az új ügyfélkapcsolati terület mellett a veteránautókkal és a hajómotorokkal foglalkozó részleg is új otthonra talált.
2008 novemberében bővítették és fejlesztették a szerelősor végén található minőségbiztosítási területet, ekkor adták át az új építésű, 11 000 négyzetméteres, 14 052 raklap befogadására alkalmas logisztikai központot. 2011-ben nyílt meg a Lamborghini Park, a tölgyerdőben a fák CO2-megkötő képességét vizsgálják a biodiverzitás mellett a Bolognai, Bolzanoi és Müncheni Egyetemek közreműködésével. 2012-ben adták át az új prototípus- és előszéria-gyártó épületet, amely Olaszország első, többemeletes, zéró-energiafelhasználású ipari épülete volt, 2015-ben adták át az új áram/hőfejlesztő rendszert, amelynek köszönhetően az egész cég CO2-semleges lett.
