2016–2017: Dự án trước khi ra mắt và Mix Nine

Ngày 2 tháng 10 năm 2016, Blockberry Creative thông báo qua Naver về việc họ sẽ cho ra mắt nhóm nhạc nữ đầu tiên của mình thông qua một dự án kéo dài 18 tháng.[2] Vào mỗi tháng, bắt đầu từ tháng 10 năm 2016 (trừ tháng 2, 3, 8 và 9 năm 2017; tháng 2, 4, 6, 7 năm 2018 vì đây là thời gian nhóm quảng bá 3 nhóm nhỏ LOOΠΔ 1/3, LOOΠΔ/ODD EYE CIRCLE, LOOΠΔ/yyxy), một thành viên mới sẽ được tiết lộ và cho phát hành một đĩa đơn gồm một ca khúc solo và một hoặc nhiều bài hát khác cùng với các thành viên đã được giới thiệu trước đó. Bài hát nào cũng sẽ được phát hành cùng với một video âm nhạc. Dự án này sẽ kéo dài trong vòng hơn một năm, và đến khi dự án kết thúc, cả 12 cô gái sẽ ra mắt với tư cách là một nhóm nhạc 12 thành viên.[3]

Từ tháng 10 năm 2016 đến tháng 1 năm 2017, bốn thành viên: Heejin, Hyunjin, Haseul và YeoJin lần lượt được tiết lộ và phát hành một album solo.[4] Nhóm nhỏ đầu tiên mang tên LOONA 1/3 đã được giới thiệu bao gồm Heejin, Hyunjin, Haseul và một thành viên mới ViVi.[5] Bốn thành viên đã phát hành đĩa mở rộng Love & Live và đĩa đơn cùng tên vào ngày 13 tháng 3.[6] Nhóm nhỏ bắt đầu quảng bá từ ngày 12 tháng 3 trên Inkigayo của đài SBS.[7] Họ cũng phát hành tái bản của đĩa mở rộng với tiêu đề Love & Evil vào ngày 27 tháng 4.[8]

Từ tháng 4 năm 2017 đến tháng 7 năm 2017, các thành viên ViVi, Kim Lip, JinSoul và Choerry lần lượt phát hành album solo của họ.[9]

Tháng 9 năm 2017, ba thành viên Heejin, Hyunjin và Haseul tham gia thử giọng cho chương trình truyền hình thực tế Mix Nine của đài JTBC. Heejin và Hyunjin đã vượt qua vòng thử giọng để tham gia chương trình.[10] Trong đêm chung kết, Hyunjin xếp thứ 18 và Heejin xếp thứ 4.[11]

Nhóm nhỏ thứ hai Loona Odd Eye Circle bao gồm JinSoul, Kim Lip và Choerry phát hành đĩa mở rộng Mix & Match vào ngày 21 tháng 9 năm 2017 và bắt đầu quảng bá trên M Countdown của Mnet.[12] Phiên bản tiếng Anh "Loonatic" được phát hành vào ngày 23 tháng 10.[13] Ngày 31 tháng 10, họ phát hành tái bản có tựa đề Max & Match, trong đó có thêm 3 ca khúc mới.[14]Từ tháng 11 năm 2017 đến tháng 1 năm 2018, album solo của các thành viên mới Yves, Chuu và Go Won lần lượt được phát hành theo mỗi tháng.[15] Vào tháng 3 năm 2018, họ phát hành album cho thành viên cuối cùng, Olivia Hye.[16] Ngày 30 tháng 5, nhóm nhỏ thứ ba mang tên Loona yyxy ra mắt với đĩa mở rộng Beauty & the Beat. Đĩa đơn "love4eva" với sự tham gia của nhạc sĩ người Canada, Grimes cũng được phát hành cùng ngày với một video âm nhạc kèm theo.[17]

• Loona 1/3 vào tháng 3 năm 2017
• Loona Odd Eye Circle vào tháng 11 năm 2017
• Loona yyxy vào tháng 9 năm 2018

2018–nay: Ra mắt và 3 lần trở lại

Ngày 18 tháng 7, LOONA thông báo nhóm sẽ tổ chức concert đầu tiên với tựa đề LOOΠΔ birth vào ngày 19 tháng 8 năm 2018. Ngày 7 tháng 8, nhóm phát hành đĩa đơn "favOriTe" với đầy đủ 12 thành viên để chuẩn bị cho màn ra mắt sắp tới.[18] Đĩa mở rộng [+ +] (đọc là plus plus) được phát hành vào ngày 20 tháng 8 năm 2018 cùng với đĩa đơn thứ hai "Hi High".[19] [+ +] đã được tái bản với tên gọi [X X] (đọc là multiple multiple) vào ngày 19 tháng 2 năm 2019 với 6 bài hát bổ sung, trong đó có ca khúc chủ đề "Butterfly".[20] Ngày 17 tháng 8 năm 2019, Loona lần đầu tiên biểu diễn tại Mỹ trong sự kiện KCON 2019 ở Los Angeles. Ngày 23 tháng 12 năm 2019, nhóm phát hành đĩa đơn "365".[21]

Ngày 7 tháng 1 năm 2020, Blockberry Creative thông báo HaSeul sẽ không tham gia hoạt động quảng bá cho album sắp tới của Loona vì lí do sức khỏe.[22] Ngày 5 tháng 2 năm 2020, Loona phát hành mini-album thứ hai [#] cùng ca khúc chủ đề "So What".[23] Mặc dù không xuất hiện trong bài hát chủ đề, HaSeul đã góp giọng trong ba bài hát khác của album. Ngày 12 tháng 3 năm 2020, Loona giành được chiến thắng trên chương trình âm nhạc đầu tiên trong sự nghiệp với "So What" trên M Countdown.[24]. Tháng 10/2020, nhóm trở lại với mini album [12:00], sau 1 tuần, nhóm phát hành MV Star- bản tiếng Anh của bản bside Voice. Hai bài hát nhanh chóng được khán giả đón nhận một cách tích cực.