A neo megjelölés a Pratt & Whitney által fejlesztett új generációs hajtóműre utal; new engine option. A továbbra is két hajtóműves típus 15 százalékkal kevesebb üzemanyagot füstöl el, amivel a légitársaság egy lépéssel közelebb kerül a „háromliteres flotta” építéséhez. A mennyiség az egy utasra 100 kilométer alatt jutó üzemanyag fogyasztást jelenti. Az új hajtóművek közel felére csökkentik a típus zajkibocsátást. Mindez köszönhető az új szárnyvégeknek, valamint annak, hogy a hajtóművek úgynevezett ventilátorfokozatának átmérőjét másfél méterről kettőre növelték, mely által a típus tolóereje szintén nagyobb lett.
Az A320neo-t a Lufthansa 180 utasra székezte kétosztályos elrendezésben. A gép elejében és végében található konyhákat valamint mosdókat új elrendezésre több helyet biztosít a törzsnek ebben a részeiben. Ennek köszönhetően az első sorokban ülő business osztályú utasoknak nagyobb lábférőhely jut, míg a turistaosztályon további 12 ülést sikerült betoldani az A320 eddigi változatához képest.
2016 végéig 5 neo-t vesz át a csoport. Az első gép a frankfurti bázison kezdi meg működését. Első járatát január 24-én a Frankfurt-Hamburg útvonalon teljesíti, következő deszintációja München lesz. A Lufthansa összesen 116 darabot rendelt a neo-ból mind az A320-as mind a nagyobb A321-es esetében. Utóbbiból 45 darabot. A rendelés értéke 13,3 milliárd dollárt tesz ki listaáron. A gépek a Lufthansánál és a Swiss flottájában teljesítenek szolgálatot, azonban az első 5 gép mind Frankfurtban állomásozik.
Carstren Spohr, Deutsche Lufthansa vezérigazgatója elomondta, hogy idén összesen 52 új gépet vesz át a Lufthansa-csoport. A csoport 2025-ig 251 új repülőt vesz át listaáron 30 milliárd euró értékben flottamegújítási programja keretében.
A neo-t eredetileg a Qatar Airways állította volna elsőként forgalomba 2015 decemberében, azonban technikai okok miatt a katariak átengedték az elsőbbséget másnak. Akbar al Baker légitársaságánál aggódtak amiatt, hogy - mint az a motorpróbák során kiderült - az új hajtómű indítását követően 3 percig alapjáraton üzemeltethető, vagyis nem kezdheti meg a gurulást. A Lufthansa szintén decemberben szerette volna forgalomba állítani a típust, azonban a hajtóművek megfelelő működéséhez szükségesek voltak szofter- és hardverbeállítások. Január 6-ától azonban már az Airbus egyik üzemegységének is otthont adó Hamburgban végeztek tesztrepüléseket a típussal.