페루치오 람보르기니는 그가 소유한 페라리에서 잦은 결함을 요구했지만, 페라리의 갑질로 페라리보다 뛰어난 슈퍼카를 만들기 위해 페라리에서 일했던 지오토 비자리니(Giotto Bizzarrini)를 찾아가 Società Autostar에 350 GT의 엔진 설계를 요청해 개발했다. 쿼드 캠 60° OHC 방식이다. 점화순서는 1–7–4–10–2–8–6–12–3–9–5–11이고, 쿤타치만 1–7–5–11–3–9–6–12–2–8–4–10을 사용했다.
수많은 개량을 거쳐 무르시엘라고까지 약 47년을 장수한 엔진이었으며, 그에 따라 배기량도 3.5L부터 6.5L까지 다양하다.
2023년 공개된 레부엘토에는 L539를 개량한 L545가 탑재되었다. L545 엔진은 공기 흐름을 최적화하기 위해 흡기 덕트를 재설계하고, 압축비를 높였으며, 배기가스의 유동을 개선하고, 더욱 까다로워지는 환경규제를 준수하기 위해 높은 회전수에서 배압은 줄이고 비출력을 더 높이기 위한 새로운 설계를 적용하며 중량을 L539 대비 17kg 가벼운 218kg까지 줄였다. 825마력과 9500rpm의 고회전을 발휘하며, 점화순서는 1–7–4–10–2–8–6–12–3–9–5–11로 쿤타치를 제외한 이전 1세대 엔진과 동일하게 회귀하였다.