Esta segunda serie de TV nació tras el éxito de las reposiciones de la primera serie, que había sido cancelada antes de tiempo por su bajo rating inicial en una franja para adultos. La cadena Nippon TV exigió que se tratara como un programa nuevo y no como una continuación directa, con más tono de entretenimiento y los cinco personajes principales apareciendo en cada episodio.

El color rojo de la chaqueta de Lupin, que sustituyó al verde de la primera serie, no fue una decisión basada en el manga original: según el responsable de color Noboru Ryuchi, surgió casi por desesperación al invertir los colores del verde usado antes, después de que todas sus otras propuestas fueran rechazadas. Otra versión, de Yasuo Otsuka, apunta a que el cambio buscaba diferenciar el merchandising de Bandai del de los caramelos Asada, patrocinador de la primera serie con chaqueta verde.

Se ofreció primero el puesto de diseñador de personajes a Yasuo Otsuka (diseñador de la primera serie), pero lo rechazó porque estaba trabajando en 'Conan, el niño del futuro'; finalmente el cargo recayó en Takeo Kitahara, quien también fue director de animación durante toda la serie.

El productor Tsuyoshi Yoshikawa fichó a Yuji Ohno para componer la música dándole solo una indicación: 'hazlo al estilo de Quincy Jones', lo que dio lugar a un sonido con fuerte influencia del jazz-funk, disco y fusión.

A partir del episodio 72 ('El asesinato del monopatín'), el estudio Telecom Animation Film, filial de Tokyo Movie, empezó a colaborar como subcontratista en varios episodios, y el propio Yasuo Otsuka volvió a animar puntualmente para paliar la falta de personal.

Hayao Miyazaki, que se había trasladado a Telecom para dirigir la película 'Lupin III: El castillo de Cagliostro', escribió y dirigió bajo el seudónimo 'Terekomu' los episodios 145 ('Alas de la muerte: Albatros') y el episodio final 155 ('Adiós, mi querida Lupin'), que incluyen elementos que luego reutilizaría en 'Nausicaä del Valle del Viento' y 'El castillo en el cielo'; de hecho el robot soldado que aparece en el capítulo final es el prototipo del robot de Laputa.

El diseño de personajes de los episodios realizados por Telecom se acercaba cada vez más al estilo de 'El castillo de Cagliostro' y dejó de respetar las correcciones del diseñador Takeo Kitahara a partir del episodio 143, lo que llegó a provocar que la cadena rechazara la entrega de un episodio alegando que 'la cara de Lupin era distinta'.

El episodio 99 ('El revólver Combat Magnum que cayó en el páramo') fue el primer episodio de anime de televisión en Japón emitido en sonido estéreo, en una época en la que la mayoría de televisores domésticos aún no soportaban la emisión multicanal de audio.

Para celebrar el episodio 100, se organizó un concurso público de guiones que recibió unas 5000 propuestas; se seleccionaron cuatro guiones finalistas (reescritos por Yoshio Urasawa) que se emitieron como episodios 100 a 103, y sus autores, entre ellos varios adolescentes, fueron acreditados como 'idea original'.

El episodio final de la serie logró un 32,5% de audiencia en la región de Kanto durante su emisión original, lo que la sitúa en el sexto puesto de la lista de episodios de anime con mayor audiencia elaborada por Video Research en 2015.

Debido a la sensibilidad del tema, el episodio 3 ('La herencia de Hitler'), centrado en un legado de Adolf Hitler, no se emitió en Estados Unidos junto con los primeros episodios y su estreno televisivo se retrasó hasta más adelante en la serie.