Le lutécium a d'abord été confondu avec l'ytterbium (en 1878 par Jean Charles Galissard de Marignac).
Il s'est avéré en 1907 que l'ytterbium était en fait constitué par deux éléments. Georges Urbain est parvenu le premier à séparer les oxydes d'ytterbium et de lutécium en 1907, la même année que Carl Auer von Welsbach et Charles James, qui avait proposé le nom « cassiopéium ».
Elles sont très limitées, notamment du fait de son prix par rapport à d'autres lanthanides.
Une fois activé, le lutécium est un émetteur de rayonnement β- utilisé comme catalyseur lors du craquage, de l'hydrogénation et de la polymérisation.
Comme la plupart des terres rares, il est extrait de la monazite où on le trouve dans une proportion de 0,003 %. Sa purification très délicate le rend extrêmement cher (10 fois le prix de l'or). Le lutécium naturel est un mélange de deux isotopes 175Lu et 176Lu. Ce dernier est légèrement radioactif (demi-vie de 30 milliards d'années...).