Anlæggelsen af jernbanen Aarhus-Ryomgård i 1877 gjorde Lystrup til hovedbyen i Elsted Sogn. Jernbanen blev opført som udtryk for Aarhus-storkøbmændenes ønske om at sikre markedsandele. Kirker, møller, præstegårde og skoler var derimod placeret i landsbyerne Elev, Egå og Elsted. Ved stationen i Lystrup kom der købmandshandel, kro, bageri med udsalg og brevsamlingssted. En større gård blev delt af banen og fik sine bygninger flyttet til syd for linjen, hvilket gav plads til et byudviklingsområde mellem Lystrup Sønderskov og banen, kaldet Bygaden. Andelsmejeri blev i 1889 etableret i Bygaden, som omkring 1910 også rummede afholdsforening med herberg og restaurant, telefoncentral, smedje og anden håndværksvirksomhed, brødudsalg og sygekassekontor. Andelsmejeriet blev ombygget i 1912 og var omdrejningspunktet for bøndernes produktion. Det modtog mælk fra 77 leverandører med 600 køer og producerede mælk, ost og smør til lokale mælkeudsalg og til Aarhus.
I begyndelsen af 1900-tallet blev der gjort forsøg på at skabe klarere linjer for administrationen af byen, der var delt mellem flere amter, sogne og herreder. For byens smed gik sognegrænsen ned gennem huset, så han arbejdede i Egå Sogn, men boede i Elsted Sogn.
Lystrups indbyggere beholdt længe en blandingsøkonomi, der var typisk for stationsbyerne. Et eksempel herpå er Lystrup Hvilehjem, som blev opført i Bygaden i en privat villa. I 1948 blev den overtaget af diakon Jens Ahlmann Jensen, der indrettede et plejehjem, som han drev i ti år, inden andre overtog det; i haven bag drev han handelsgartneri.
Forbindelsen til Aarhus blev forbedret med en vej anlagt i 1939 hen over Lystrup Mose; det skete med statstilskud og i samarbejde med nabokommunen Vejlby-Risskov. I 1947 gik sognerådet med i protester mod at nedlægge jernbanen; banen blev ikke lukket, men bilerne var ved at tage over. Mindre industrier blev placeret syd for banen, og større industrivirksomheder nord for. Lystrup blev et af de første udflytterområder for den aarhusianske industri. G.A.L. Thorsens Fabrikker blev anlagt i 1954, først til produktion af stålvaske, siden fortrinsvis af radiatorer. I 1956 blev mejeriets lokaler overtaget af Århus Hørkram, der frem til 1970‑71 fremstillede konserves her. I 1969 fik teknologivirksomheden Terma A/S hovedkontor i Lystrup. Befolkningstallet var vokset betragteligt: fra 261 i 1925 til 40 år senere at være på 1.527.
En satsning på kollektiv trafik betød, at en nærbane i 1970 blev indviet med halvtimesbetjening af Lystrup i myldretiden.
Byen var funktionelt opdelt med industri- og boligkvarterer. Boligforeninger stod for en stor del af nybyggeriet omkring årtusindskiftet. Kulturmiljøet blev stærkt påvirket af væksten, således blev kroen og stationen revet ned efter 1980, og de indre områder af byen omlagt fra handel og produktion til overvejende boligområder. Lystrup fik egen kirke i 1989. Befolkningstallet var vokset fra 2.594 i 1970 til 9.605 i 2006.
