Lützow được đặt hàng dưới tên gọi tạm thời Ersatz Kaiserin Augusta[Ghi chú 2] để thay thế cho chiếc tàu tuần dương bảo vệ cũ Kaiserin Augusta vốn đã đến 20 năm tuổi.[3] Được chế tạo bởi xưởng tàu Schichau-Werft tại Danzig, lườn của Lützow được đặt vào tháng 5 năm 1912 và nó được hạ thủy vào ngày 29 tháng 11 năm 1913.[2] Lützow được đưa vào hoạt động để chạy thử máy vào ngày 8 tháng 8 năm 1915 và được gửi đến Kiel vào ngày 23 tháng 8, nơi nó hoàn tất các trang bị sau cùng bao gồm dàn vũ khí. Trong khi đang chạy thử máy vào ngày 25 tháng 10, turbine áp lực thấp bên mạn trái bị hỏng nặng; công việc sửa chữa được tiến hành tại Kiel cho đến cuối tháng 1 năm 1916, sau đó lại tiếp tục các đợt chạy thử máy khác. Công việc này kết thúc vào ngày 19 tháng 2, và Lützow được phân về Đội Tuần tiễu 1 vào ngày 20 tháng 3; nó gia nhập đơn vị mới bốn ngày sau đó.[4]

Vào lúc hoàn tất, Lützow có trọng lượng choán nước gần 27.000 t (27.000 tấn Anh; 30.000 tấn thiếu) và dài 210 m (690 ft).[5] Nó có thể đạt được tốc độ tối đa 26,4 kn (48,9 km/h; 30,4 mph), và có khả năng di chuyển 5.600 hải lý (10.400 km; 6.400 dặm) ở tốc độ đường trường 14 kn (26 km/h; 16 mph).[5] Được trang bị tám khẩu pháo 30,5 cm (12,0 in) SK L/50, Lützow cùng với tàu chị em Derfflinger là những tàu chiến-tuần dương lớn nhất và mạnh mẽ nhất vào lúc đó.[5]