1822 erwarb der Leipziger Kaufmann Maximilian Speck das Rittergut in Lützschena, um dort ein landwirtschaftliches Mustergut mit Viehzucht zu errichten. Zu diesem Zeitpunkt stand auf dem Gelände bereits ein Brauhaus. Im Jahr 1823 erhielt Speck als neuer Eigentümer der Brauerei die Erlaubnis, im seit 1492 bestehenden Leipziger Ausschank Burgkeller Einfach- und Vollbier zu verkaufen. Aus Kapazitätsgründen wurde von 1834 bis 1836 eine neue und größere Brauerei außerhalb des Schlossparkes erbaut, die ab da meist unter dem Namen Freiherrliche Speck von Sternburg'sche Bairische Bierbrauerei bekannt war. Im gleichen Jahr begann Speck von Sternburg auch mit dem Hopfenanbau für die eigene Bierproduktion. 1846/47 musste erstmals aufgrund des gestiegenen Absatzes das Gelände erweitert werden, es entstanden drei neue Lagerkeller.
Alexander Maximilian, jüngster Sohn von Speck von Sternburg, erbte nach dem Tod seines Vaters 1856 die Lützschenaer Güter und damit auch das Brauhaus. 1864 erfolgten Verkauf und Ausschank des Bieres neben dem Leipziger Burgkeller über zwei eigene Lokalitäten. Zwischen 1876 und 1930 wurde in mehreren Schritten die Brauerei umfassend ausgebaut und laufend modernisiert, was vor allem technische Einrichtungen wie Sudhaus, Mälzerei, Dampfkessel- und Dampfmaschinenanlagen sowie Gär- und Lagerkeller betraf. 1892 wurde der Flaschenbierversand eingeführt. Alexander Maximilian Speck von Sternburg bewirtschaftete die Brauerei bis zu seinem Tod im Jahr 1911, sein Sohn James Alexander wandelte die Brauerei 1913 zur Brauerei Sternburg G.m.b.H. Leipzig-Lützschena um. Zu diesem Zeitpunkt war das Unternehmen die größte Einnahmequelle der Familie Speck von Sternburg und zählte zu den größten Brauhäusern Mitteldeutschlands.
1913 kaufte die Brauerei den Leipziger Burgkeller, zwischen 1915 und 1924 war kriegsbedingt die Bierproduktion eingeschränkt. In den letzten Jahren des Zweiten Weltkrieges wurden in der Brauerei Zwangsarbeiter beschäftigt.
Nach Ende des Zweiten Weltkrieges gab die Familie Speck von Sternburg ihre Güter in Lützschena auf, ab 1946 verwaltete die sowjetische Militäradministration die Brauerei. 1947 wurde das Unternehmen verstaatlicht und den VVB Brauereien mit Sitz in Dresden zugeordnet, ab 1968 war die Brauerei Betriebsteil des VEB Getränkekombinates Leipzig. 1972 wurde die bis dahin halbstaatliche Markranstädter Brauerei im einhundertsten Jahr ihres Bestehens vollständig verstaatlicht und der Brauerei Sternburg als Betriebsteil VII angegliedert. Damit endete die Produktion von Markranstädter Bieren und Limonaden und es wurden Sternburg Bier und Erfrischungsgetränke, wie zum Beispiel die bekannte Quick Cola abgefüllt. Nach der politischen Wende wurde 1990 in Kooperation mit dem Stuttgarter Hofbräu das Unternehmen Sternburg Brauerei GmbH gegründet. Durch den Wegfall von Exportmöglichkeiten ging das Produktionsvolumen stark zurück. Am 15. Mai 1991 wurde die Brauproduktion eingestellt, am 31. August des gleichen Jahres die Anlage endgültig geschlossen. Die Reudnitzer Brauerei führt seit 1992 die Marke Sternburg weiter.
Das teilweise denkmalgeschützte Gelände der Brauerei liegt seit 1991 brach, im Mai 2018 wurde vorgeschlagen, das Gelände zu einem Wohnkomplex umzubauen. Am 13. Mai 2018 brach an fünf verschiedenen Stellen ein Großbrand in der ehemaligen Brauerei aus.
