LSD komt niet in de natuur voor, dus moet het chemisch gesynthetiseerd worden. Het werd in 1938 uitgevonden door een Zwitserse chemicus, Albert Hofmann, in de Sandoz Laboratoria in Zwitserland. Hofmann probeerde een nieuw stimulerend middel voor de bloedsomloop en de ademhaling (een "analepticum") te produceren. Hij produceerde LSD vanwege de gelijkenis met nicotinezuurdiethylamide, een bekend ademhalingsstimulerend middel.
Op een dag in 1943 nam Hofmann per ongeluk een kleine hoeveelheid LSD, en merkte vreemde lichtpatronen in de lucht op toen hij naar huis ging. Hij geloofde dat wat hij had ervaren de effecten van de drug waren. Hij probeerde vervolgens een grotere hoeveelheid. Hij eindigde met een veel sterkere reactie op de drug dan hij verwachtte. Hofmann lag op een bank, bang dat hij zichzelf voor het leven krankzinnig had gemaakt. Toen een buurman kwam, hem in moeilijkheden aantrof, en bleef om voor Hofmann te zorgen, kon hij kalmeren, en hij zei zelfs dat hij begon te genieten van het spel van kleurrijke vormen en patronen dat zich achter zijn gesloten ogen afspeelde. De volgende dag meldde Hofmann fris en helder wakker te zijn geworden, hoewel hij lichamelijk wat vermoeid was. Hij merkte ook op dat zijn ontbijt die ochtend ongewoon lekker smaakte.
Sandoz begon LSD aan te bieden aan artsen en therapeuten. Sandoz zag het als een hulp voor artsen en therapeuten, zodat zij inzicht konden krijgen in hoe iemand die geestesziek was de wereld zou kunnen zien. Vandaag de dag is bekend dat de effecten van LSD heel anders zijn dan die van geestesziekten met waanvoorstellingen, zoals schizofrenie. Voor hun patiënten was het een kans om verborgen gevoelens en gedachten aan het licht te brengen, die in therapie konden worden behandeld. LSD bleek veelbelovend bij de behandeling van problemen als alcoholisme. Sommige alcoholisten die de drug probeerden, merkten dat hun behoefte om alcohol te drinken verminderde of verdween. Zij begrepen beter waarom zij alcohol hadden misbruikt. In tegenstelling tot andere drugs, werd het verlangen naar alcohol niet vervangen door een verlangen naar LSD. De studie toonde een succespercentage van 50%, vergeleken met 10% voor "cold turkey" methodes, waarbij de persoon plotseling volledig stopt met het drinken van alcohol.
In de Verenigde Staten testte de Central Intelligence Agency het middel op proefpersonen om verschillende redenen. De naam van een van deze testprojecten was MK-ULTRA. De proefpersonen wisten niet dat ze de drug kregen. Het werd gebruikt bij ondervragingen om te zien of het mensen de waarheid zou laten vertellen, of zich dingen zou laten herinneren die ze waren vergeten. Het werd ook gebruikt om mensen ervan te overtuigen dat ze krankzinnig aan het worden waren, of dat er dingen gebeurd waren die in werkelijkheid niet gebeurd waren, zoals een invasie uit de ruimte, of een communistische overname van het land, of dat hun lichaam op de een of andere manier was veranderd. De CIA vond het belangrijk te weten hoe gewone burgers op dergelijke dingen zouden reageren als ze gebeurden. De drug maakte de scenario's soms geloofwaardiger. De effecten van deze experimenten waren vaak schadelijk voor de proefpersonen, zelfs jaren later, vanwege de intense angst of vrees die veroorzaakt wordt wanneer iemand onbewust een drug als LSD neemt.
LSD werd voor het eerst populair in de jaren '60. Een professor in de psychologie van Harvard, Timothy Leary, begon toen mensen aan te moedigen om de drug te proberen. Studenten namen gewillig deel aan LSD-experimenten. Deze experimenten werden uitgevoerd door psychologen en andere professionals. Leary en twee van de mensen met wie hij werkte, Richard Alpert en Ralph Metzner, dachten dat de transformerende effecten van de drug een soort "wedergeboorte" van de gebruikers konden zijn, op dezelfde manier als veel religies hen boden. Zij schreven een boek, The Psychedelic Experience, dat gebaseerd was op het Tibetaanse Boek van de Doden. Leary werd uiteindelijk bekend in de hippiebeweging van de jaren '60 door zijn slogan over LSD: "Turn on, tune in, drop out". De hippies waren een tegenculturele beweging. Een aantal beroemde rockgroepen, waaronder de Beatles en de Grateful Dead, werden bekend door hun gebruik van LSD, en zelfs een nieuw soort rockmuziek, "acid rock" genaamd, werd geboren uit de rage.
LSD werd al snel een populaire drug buiten de medische wereld. Veel mensen begonnen LSD te gebruiken of terloops te geven. "Acid party's" en "acid tests" werden een sociale rage. De drug werd soms ongemerkt aan mensen toegediend, vaak via "spiked" punch of drankjes. Er ontstonden problemen omdat sommige gelegenheidsgebruikers bijwerkingen begonnen te vertonen, zoals "flashbacks" en psychotische symptomen, hoewel deze beide zeldzaam zijn. Soms werden tekenen van depressie en instabiliteit gezien. Vanwege de verspreiding van LSD buiten de medische gemeenschap, verbood de regering van de Verenigde Staten in 1967 LSD (maakte het tegen de wet om het te maken, te hebben of te gebruiken). Andere landen volgden al snel.
