Avec ses 27 kilomètres de circonférence, le LEP était – et est encore – le plus grand accélérateur électron-positon jamais construit. L’excavation du LEP fut le plus vaste chantier européen avant le tunnel sous la Manche. Trois tunneliers ont commencé les travaux d’excavation en février 1985, et l’anneau a été terminé trois ans plus tard.

Dans sa première phase de fonctionnement, le LEP comportait 5176 aimants et 128 cavités accélératrices. Le complexe d’accélérateurs du CERN fournissait les particules et quatre énormes détecteurs, ALEPH, DELPHI, L3 et OPAL, observaient les collisions.

Le LEP a été mis en service en juillet 1989 et le premier faisceau a circulé le 14 juillet. L’énergie initiale du collisionneur était d'environ 91 GeV, afin de permettre la production de bosons Z. Le boson Z, et son partenaire chargé, le boson W, tous deux découverts au CERN en 1983, sont les vecteurs de la force faible, celle qui est à l'origine de l'énergie du Soleil, par exemple. Observer la création et la désintégration du boson Z, particule éphémère, était important pour la confirmation du Modèle standard. Au cours des sept ans au cours desquels le LEP a fonctionné aux environs de 100 GeV, il a produit environ 17 millions de particules Z.

En 1995, le LEP a été amélioré, en vue d’une deuxième phase de fonctionnement ; 288 cavités accélératrices supraconductrices ont été ajoutées en vue de doubler l’énergie, afin que les collisions puissent produire des paires de bosons W. L’énergie du collisionneur a finalement atteint 209 GeV en 2000.

En 11 années de fonctionnement, les expériences du LEP ont permis une étude détaillée de l’interaction électrofaible. Les mesures effectuées au LEP ont également montré qu’il existe trois – et seulement trois – générations de particules de matière. Le LEP a été arrêté le 2 novembre 2000 pour permettre la construction dans le même tunnel du Grand collisionneur de hadrons (LHC).