“布列松日记”是大名鼎鼎的亚森·鲁邦唯一失手的神秘宝藏，传说解开日志之谜的人就会获得庞大的财宝。瞄准了这个目标的鲁邦三世（
栗田贯一饰），邂逅热爱考古学的少女蕾蒂西亚（
广濑铃饰），两人决定合力解开谜团。然而，企图得到布列松日记的秘密组织研究人员兰伯特（
吉田钢太郎饰），以及操控组织的神秘男子杰拉德（
藤原龙也饰）却阻挡住两人的去路。
该片的企划始于2015年夏天，导演山崎贵于同年秋天同意执导该片，同时也担任编剧。从2016年开始，他用了一年时间创作修改12稿绘画分镜头，画师们将之制成故事板，加入音乐和台词，制成90分钟的故事梗概影像，向相关人士征求意见，打磨影片。最初的故事梗概影像完成于2017年6月，而在此前一个月，配音演员们完成了台词的预录音。根据收集来的意见，制作组于2017年9月完成了第二个故事梗概影像。再经过一番讨论修改后，同年11月，第三版完成，影片的脚本大致成型。这种方式是好莱坞CG动画片常用的制作方式，在日本长篇动画领域却是首次尝试。
2019年7月11日，制作方发布制作《鲁邦三世》3DCG电影的消息并宣布了公映日期，同时发布首张海报和预告片。10月2日，宣布由广濑铃为女主人公配音。11月11日，在东京举行制作完成发表会。12月6日，举行首映礼。
该片于2019年12月6日在日本公映，上映首个周末观影人数达17万7000人，票房收入2亿4500万日元，首周累计观影人数22万人，累计票房超过3亿日元，在周票房排列榜上名列第二。截至2020年12月31日，该片累计票房达11.6亿日元。
该片最大的卖点当然是《鲁邦三世》这个知名系列的第一次3DCG化，而且从结果来看，这次尝试也相当成功。该片制作精良，场面热闹，3D版的鲁邦三世也很帅气。动画片的老粉丝可以尽情享受主角团以完美还原的造型继续冒险耍帅，而新人观众也可以毫不费力地融入虽然简单但是乐趣满满的剧情。这一方面要归功于《鲁邦三世》系列原作的巨大吸引力，另一方面也让人们不得不对导演山崎贵报以更多关注。继《哆啦A梦：伴我同行》将国民漫画第一次3D化并大获成功之后，山崎贵再次成功地用对技术的精准把握拿出了一份让原作党和技术党都满意的答卷。在“2D为王”的日本动画界，他也许会成为盗火者。（《环球银幕》评）