С 1990 по 2001 гг. единственной серийной моделью Lamborghini была Diablo. Она разрабатывалась как замена Countach начиная с 1985 г. Перед конструкторами стояли две цели: сделать машину более удобной и способной развивать скорость не менее 315 км/ч. В структуре пространственной рамы наряду с алюминием теперь использовались композитные материалы, но базовая архитектура осталась без изменений: низкий и широкий двухместный кузов, расположение двигателя продольно по центру, задний привод. Изначально за дизайн автомобиля отвечал Марчелло Гандини, который любил экстраординарные формы. Однако его взгляды расходились с представлениями руководства компании Chrysler, выкупившей Lamborghini в 1987 г. Американцы настояли на более сглаженном стиле с аккуратными линиями, а оригинальный прототип Гандини был положен в основу суперкара Cizeta Moroder V16T. Всё же общими у этих автомобилей остались двери гильотинного типа, всплывающие фары и воздухозаборники в задних крыльях.

Представленная в Монте-Карло в 1990 г., Lamborghini Diablo была по традиции названа в честь знаменитого быка герцога Верагуа, убитого во время корриды в Мадриде в 1869 г. Суперкар оснащался 5.7-литровым 48-клапанным двигателем V12 с двумя верхними распредвалами и многоточечным впрыском топлива. Он развивал 492 л.с. и обеспечивал максимальную скорость 325 км/ч. Кроме того, Diablo имела более просторный салон и лучший задний обзор, чем у Countach, а в стандартное оборудование входили кожаная отделка, регулируемые сиденья и рулевая колонка, электрические стеклоподъёмники, усилитель руля, ABS и стереосистема Alpine. В 1993 г. появилась полноприводная модификация Lamborghini Diablo VT с вязкостным межосевым дифференциалом (Viscous Traction), который передавал до 25% крутящего момента на передние колёса. Она также комплектовалась регулируемыми амортизаторами, 4-поршневыми суппортами и увеличенными воздухозаборниками, а с 1995 г. была доступна в версии родстер с автоматически складываемой жёсткой крышей.

В процессе эволюции Diablo новые модификации появлялись почти каждый год. В 1994 г.была выпущена ограниченная серия SE30 в честь 30-летия Lamborghini, которая была легче стандартной Diablo за счёт сокращённого внутреннего оснащения, карбоновых сидений и пластиковых боковых окон. SE30 также имела улучшенную систему охлаждения тормозов, двигатель мощностью 530 л.с. и задний спойлер. Из 150-ти построенных экземпляров 15 были переделаны в гоночную версию SE30 Jota мощностью 603 л.с. Далее, в 1995 г. на Женевском автосалоне дебютировала Lamborghini Diablo SV (Super Veloce) - улучшенный вариант базовой заднеприводной Diablo с мотором мощностью 517 л.с. и регулируемым задним спойлером. В 1999 г. она стала моделью начального уровня и получила ряд обновлений: повышение мощности до 530 л.с., новые 18-дюймовые диски и фиксированные фары от Nissan 300ZX. Те же изменения затронули и Diablo VT.

В 1999 г. компания разработала ультимативную модификацию Lamborghini Diablo GT, при максимальной скорости 346 км/ч получившую звание самого быстрого серийного автомобиля в мире. Объём двигателя V12 на ней был увеличен до 5992 см3, а мощность - до 575 л.с. Внешне Diablo GT отличалась карбоновыми передним сплиттером, задним диффузором, спойлером и воздухозаборником на крышке силового агрегата. Когда фирма Lamborghini перешла под контроль Audi AG, в 2000 г. в продажу поступила последняя версия Diablo под названием VT 6.0, оснащённая тем же 6-литровым мотором V12, дефорсированным до 550 л.с., и значительно модернизированным кузовом. За два года было продано 260 единиц Diablo VT 6.0.

Lamborghini Diablo стала первой моделью компании, официально выступавшей в гонках. Не осмелившись нарушить запрет Ферруччо Ламборгини на участие в международных соревнованиях, руководство Lamborghini пошло другим путём: в 1996 г. была создана специальная гоночная серия Lamborghini Supertrophy, в которой могли соревноваться только автомобили Lamborghini. В том же году инженеры построили 31 экземпляр гоночной модификации Diablo SV-R с двигателем мощностью 540 л.с. и 6-ступенчатой механической коробкой передач. В 2000 г. ей на смену пришла Lamborghini Diablo GT-R мощностью 598 л.с., изготовленная в 30-ти экземплярах, а серию переименовали в Diablo Supertrophy.