Lützelsachsen wurde durch Karl den Großen vermutlich im Jahre 790 gegründet. Die Einwohner ernährten sich in der Hauptsache von der Landwirtschaft und bauten an den sonnigen Hängen der Bergstraße Wein, der sich hauptsächlich als Rotwein damals schon einen Platz in Deutschland erobert hatte. 1887 erhielt das Dorf seine erste Bahnstation durch den Bau der Nebenbahn Weinheim-Heidelberg. 1905 wurde die Wasserleitung gebaut und im Jahre 1910 wurde die zweite Bahnstation der Main-Neckar-Bahn eingerichtet.
Die Zahl der Gefallenen und Vermißten des zweiten Weltkriegs beträgt in Lützelsachsen 115 Menschen. Durch die Aufteilung Deutschlands in Ost und West und den verlorenen Krieg kamen auch nach Lützelsachsen eine erhebliche Anzahl von Flüchtlingen, die im Laufe der Jahre Aufnahme in die Dorfgemeinschaft gefunden haben. Es folgten Jahre der Hochkonjunktur in der Wirtschaft. Durch die Erschließung von Baugelände begann eine lebhafte Bautätigkeit im Dorf. Auch die Gemeinde erstellte im Jahre 1958/59 eine Friedhofskapelle und im Jahre 1965 wurde ein neues Schulhaus eingeweiht. Kanalisation und Straßenbau wurden weiter vorangetrieben und gehen für das gesamte Dorf ihrer Vollendung entgegen.
Im Jahre 1970 wurde die Gemeindehalle, die in Abständen erbaut wurde, und eine neue Schulturnhalle mit Aula eingeweiht.
Nach dem Gesetz über die Gemeindereform gab die Gemeinde nach einer Abstimmung der Einwohner ihre Selbständigkeit auf und wurde am 01. Januar 1973 als Stadtteil mit dem Namen „Weinheim-Stadtteil Lützelsachsen“ in die Stadt Weinheim eingegliedert. Seit dem Jahr 1975 wird ein regelmäßiger Schüleraustausch zwischen Lützelsachsen und der Partnergemeinde Varces Allieres et Risset durchgeführt. Ab dem Jahr 1983 findet regelmäßig der Austausch durch das Werner-Heisenberg-Gymnasium Weinheim, mit einer Klasse statt, die hauptsächlich aus Lützelsachsener Schülern besteht. Die katholische Kirchengemeinde konnte am 25. 8. 1976 ein Gemeindezentrum, bestehend aus einem Kirchenraum, einem Mehrzweckraum und einem Kindergarten, einweihen.
