Sachverhalt:
A. Am 28. Mai 1991 fuhr B._ bei einer Autobahnausfahrt auf den von A._ (Beschwerdeführer) gelenkten PW auf. Der Beschwerdeführer führt bestimmte gesundheitliche Schädigungen auf dieses Unfallereignis zurück. Gemäss Entscheid des Verwaltungsgerichts Schwyz vom 22. November 2000 wird dem Beschwerdeführer ab dem 1. August 1994 eine Invalidenrente ausgerichtet.
B. Am 11. März 2002 belangte der Beschwerdeführer C._ und D._ (Beschwerdegegnerinnen 2a+b) als Erben der zwischenzeitlich verstorbenen B._ sowie die X._ AG (Beschwerdegegnerin 1), bei welcher B._ gegen Haftpflicht versichert war, für Erwerbsausfall, Renten- und Haushaltsschaden, Forderung für Franchise und Selbstbehalt der Krankenkasse, Genugtuung, Kosten Naturheilpraktiker sowie vorprozessuale Anwaltskosten auf Zahlung von Fr. 3'225'924.-- Schadenersatz nebst Zins, welches Begehren er später auf Fr. 3'085'148.-- reduzierte. Das Amtsgericht Hochdorf ging davon aus, die bis dahin erstellten Gutachten vermöchten bereits die gesundheitliche Schädigung des Beschwerdeführers nicht zu beweisen, da diese zu seinem nach dem Unfall im Herbst 1991 bis Mitte 1992 an den Tag gelegten Verhalten, von dem die Gutachter keine Kenntnis gehabt hätten, im Widerspruch stehe. In diesem Zeitraum habe der Beschwerdeführer u.a. öfter ein schweres Motorrad gefahren, Arbeiten an eigenen Fahrzeugen ausgeführt und er sei Wasserski gefahren. Deshalb veranlasste das Amtsgericht keine weiteren Beweiserhebungen zum Kausalzusammenhang zwischen dem Unfallereignis und den behaupteten Beschwerden und wies die Klage am 16. Juni 2005 ab. In einer Eventualbegründung stellte es darüber hinaus fest, selbst wenn eine auf das Unfallereignis zurückführbare Gesundheitsschädigung angenommen werden müsste, wäre diese bis Mitte 1992 wieder entfallen, und allfällige Ansprüche wären bis zu diesem Zeitpunkt durch die anrechenbaren Leistungen getilgt.
C. Auf Appellation des Beschwerdeführers hob das Obergericht des Kantons Luzern dieses Urteil am 23. November 2006 auf und wies die Sache zur weiteren Abklärung und Neubeurteilung an das Amtsgericht zurück. Das Obergericht hatte Dr. med. E._, Chefarzt der Y._ Zentralschweiz im Zeitraum der durch diese erfolgten Begutachtung des Beschwerdeführers, als sachverständigen Zeugen befragt. Er gab an, dass er in Kenntnis der erwähnten Tätigkeiten des Beschwerdeführers die im polydisziplinären Y._-Gutachten vom 14. Juni 1999 gestellte Diagnose "Status nach Distorsionstrauma der HWS am 28.5.1991 mit Zervikalsyndrom und linksseitige Zervikobrachialgien, Kopfschmerzen vom Spannungstyp/migräniforme Kopfschmerzen, leichten neuropsychologischen Defiziten" nicht grundsätzlich in Frage stelle. Er hätte nur das Zervikalsyndrom und die Zervikobrachialgien möglicherweise anders beurteilt und insbesondere den Grad der Arbeitsunfähigkeit statt auf 65 % auf 35 % angesetzt. Gestützt auf diese Angaben nahm das Obergericht an, der Beschwerdeführer leide nach wie vor unter Beschwerden, die in einem Zusammenhang mit dem Unfallereignis vom 28. Mai 1991 stehen könnten. Weitere Abklärungen seien daher unumgänglich. Da der Beschwerdeführer die im Auftrag der Versicherung von Prof. Dr. med. F._ am 18. August 2002 bereits durchgeführte biomechanische Beurteilung nicht anerkannt habe, wies das Obergericht das Amtsgericht an, ein unfalltechnisch-biomechanisches Gutachten einzuholen.
D. Am 5. März 2008 erstattete Dipl.-Ing. HTL G._ das verlangte verkehrstechnische, am 7. Mai 2008 Prof. Dr. med. F._ auf dieser Grundlage das biomechanische Gutachten. Nach dem verkehrstechnischen Gutachten betrug die Geschwindigkeitsänderung Delta-v, bezogen auf die Sitzposition des Fahrers, 5,4 bis max. 8,7 km/h. Gemäss Gutachten F._ lassen sich bei dieser Auffahrgeschwindigkeit die im Anschluss an das Ereignis beim Beschwerdeführer festgestellten von der HWS ausgehenden Beschwerden und Befunde aus biomechanischer Sicht durch die Kollisionseinwirkung im Normalfall nicht erklären. Dabei bedeutet "Normalfall", dass keine mehr als nur unerheblichen krankhaften oder traumatisch bedingten Veränderungen im Halswirbelsäulenbereich vorliegen und dass unmittelbar vor der Kollision keine Körperposition relativ zum Fahrzeuginnenraum vorlag, welche das Risiko für eine Gefügestörung der HWS hätte erhöhen können. Eine Abweichung vom Normalfall könne mit Blick auf die Diskushernie (nach den Feststellungen der Vorinstanz wurde anlässlich einer Computertomographie der oberen HWS vom 21. Januar 1992 eine Diskushernie C3/C4 festgestellt; bei einer MRI-Untersuchung der HWS am 9. März 1993 fanden sich dagegen keine Hinweise auf eine Diskushernie, wobei die Diskrepanz zwischen den Befunden nicht geklärt werden konnte), die vorbestanden haben müsse, angenommen werden, weshalb sich eine gewisse Erklärbarkeit der Beschwerden ergebe. Aufgrund des "Verschwindens" der Diskushernie im Verlaufe dürfte gemäss Gutachten diese Erklärung aber nach einer gewissen Zeit dahinfallen.
E. Mit Urteil vom 15. September 2009 wies das Amtsgericht die Klage erneut ab. Es ging von einem Normalfall aus und folgerte, der natürliche Kausalzusammenhang zwischen den Beschwerden und dem Unfall sei nicht nachgewiesen, da gemäss Gutachten aus biomechanischer Sicht die geltend gemachten Beschwerden nicht im Zusammenhang mit dem Unfall stehen könnten. Der Beschwerdeführer appellierte erneut und verlangte die Aufhebung des amtsgerichtlichen Urteils vom 15. September 2009 sowie die Verpflichtung der Beschwerdegegnerinnen, ihm aus dem Unfallereignis in solidarischer Haftbarkeit Fr. 800'000.-- zuzüglich 5 % Zins ab 1. Oktober 2009 zu bezahlen. Ferner sei die Sache zur masslichen Festlegung des Schadenersatzes an das Amtsgericht zurückzuweisen. Mit Urteil vom 11. August 2010 wies auch das Obergericht die Klage ab.
F. Mit Beschwerde in Zivilsachen beantragt der Beschwerdeführer dem Bundesgericht sowohl den Entscheid vom 23. November 2006 als auch das Urteil vom 11. August 2010 aufzuheben und erneuert im Übrigen im Sinne einer Pauschalforderung seine dem Obergericht gestellten Anträge. Die Beschwerdegegnerinnen schliessen auf kostenfällige Abweisung der Beschwerde, während die Vorinstanz in ihrer Vernehmlassung beantragt, die Beschwerde unter Kostenfolge für den Beschwerdeführer abzuweisen, soweit darauf einzutreten ist. Der Fall wurde am 8. Februar 2011 öffentlich beraten.
Erwägungen:
1. Der Beschwerdeführer rügt zunächst, die Vorinstanz habe den Begriff des natürlichen Kausalzusammenhangs verkannt und Bundesrecht verletzt, indem sie das Kriterium der Unfallschwere als Element der Beurteilung des natürlichen Kausalzusammenhangs eingeführt habe, und dazu erst noch als das entscheidende und einzige Element. Bisher habe in der Rechtsprechung zum Sozialversicherungsrecht wie auch zum Haftpflichtrecht die unfallbedingte Geschwindigkeitsänderung bei der Bestimmung der natürlichen Kausalität nie eine entscheidende Rolle gespielt. Sie sei höchstens für die Beurteilung der Adäquanz herangezogen worden und könne bei geringer Geschwindigkeitsänderung im sozialen Unfallversicherungsrecht zu einem Adäquanzausschluss, im Haftpflichtrecht zu einer Schadenskürzung führen, wie etwa im Urteil des Bundesgerichts 4C.402/2006 vom 27. Februar 2007 (auszugsweise publ. in: JdT 2007 I S. 543 ff.). Der Einbezug der Geschwindigkeitsänderung und darauf basierender Biomechanik zur Beurteilung des natürlichen Kausalzusammenhangs verstosse somit gegen Bundesrecht.
1.1 Die Feststellung darüber, ob ein natürlicher Kausalzusammenhang besteht, beschlägt die tatsächlichen Verhältnisse und beruht auf Beweiswürdigung (BGE 130 III 591 E. 5.3 S. 601 mit Hinweisen). Ein natürlicher Kausalzusammenhang ist gegeben, wenn das schadensstiftende Verhalten eine notwendige Bedingung (conditio sine qua non) für den eingetretenen Schaden ist (BGE 132 III 715 E. 2.2 S. 718; 128 III 180 E. 2d S. 184 mit Hinweisen), d.h. das fragliche Verhalten nicht weggedacht werden kann, ohne dass auch der eingetretene Erfolg entfiele bzw. nicht als in gleicher Weise bzw. zur gleichen Zeit als eingetreten gedacht werden könnte. Entsprechend dieser Umschreibung ist für die Bejahung des natürlichen Kausalzusammenhangs nicht erforderlich, dass ein Unfall die alleinige oder unmittelbare Ursache gesundheitlicher Störungen ist; es genügt, dass das schädigende Ereignis zusammen mit anderen Bedingungen die körperliche oder geistige Integrität der versicherten Person beeinträchtigt hat, der Unfall mit andern Worten nicht weggedacht werden kann, ohne dass auch die eingetretene gesundheitliche Störung entfiele (BGE 129 V 177 E. 3.1 S. 181 mit Hinweisen). Soweit der Kausalzusammenhang nicht mit wissenschaftlicher Genauigkeit nachgewiesen werden kann, genügt, dass er als überwiegend wahrscheinlich erscheint (BGE 107 II 269 E. 1b S. 272 f.; 128 III 271 E. 2b/aa S. 275 f.; je mit Hinweisen). Dies ist zu verneinen, wenn nach den besonderen Umständen des Falles neben den behaupteten weitere Ursachen ebenso ernst in Frage kommen oder sogar näher liegen (BGE 107 II 269 E. 1b S. 273; vgl. auch BGE 130 III 321 E. 3.3 S. 325).
1.2 Eine Wertungsgesichtspunkten unterliegende Rechtsfrage ist demgegenüber, ob zwischen der Ursache und dem Schadenseintritt ein adäquater Kausalzusammenhang besteht (BGE 132 III 715 E. 2.2 S. 718 mit Hinweisen). Ein Ereignis gilt als adäquate Ursache eines Erfolgs, wenn es nach dem gewöhnlichen Lauf der Dinge und der allgemeinen Lebenserfahrung an sich geeignet ist, einen Erfolg von der Art des eingetretenen herbeizuführen, der Eintritt des Erfolgs also durch das Ereignis als allgemein begünstigt erscheint. Rechtspolitischer Zweck der Adäquanz bildet die Begrenzung der Haftung; es soll aufgrund sämtlicher Umstände im Einzelfall (Art. 4 ZGB) entschieden werden, ob eine Schädigung billigerweise noch dem Haftpflichtigen zugerechnet werden kann (BGE 123 III 110 E. 3a S. 112 mit Hinweisen). Dabei genügt haftpflichtrechtlich, dass der Schädiger eine Ursache gesetzt hat, die nach dem gewöhnlichen Lauf der Dinge geeignet war den Schaden herbeizuführen und ohne die es nicht zum Schaden gekommen wäre, während Mitursachen wie etwa die konstitutionelle Prädisposition der geschädigten Person den adäquaten Kausalzusammenhang in der Regel weder zu unterbrechen noch auszuschliessen vermögen (BGE 123 III 110 E. 3c S. 114 f.; 113 II 86 E. 1b S. 89 f.).
1.3 Nach der allgemeinen Regel des Art. 8 ZGB liegt die Beweislast für den natürlichen Kausalzusammenhang beim Geschädigten (BGE 107 II 269 E. 1b S. 272 f. mit Hinweisen). Die Vorinstanz erachtete es im Entscheid vom 23. November 2006 als möglich, dass ein Kausalzusammenhang zwischen den Beschwerden und dem Unfallereignis bestand, war davon aber nicht überzeugt und ordnete die Einholung eines unfalltechnisch-biomechanischen Gutachtens an.
1.3.1 Für den Bereich des Haftpflichtrechts sehen weder Gesetz noch Rechtsprechung eine Beschränkung der Beweismittel vor. Vielmehr hat das Bundesgericht stets erkannt, die Beweiskraft eines Beweismittels sei eine Frage der kantonalrechtlich geregelten Beweiswürdigung (so schon BGE 75 II 102 E. 1 S. 103; Urteil des Bundesgerichts 4C.225/2002 vom 7. Februar 2003 E. 2.1, publ. in: Pra 92/2003 Nr. 146 S. 786 f.; je mit Hinweisen). Diese kann vom Bundesgericht nur im Rahmen von Art. 97 Abs. 1 und 105 Abs. 2 BGG überprüft werden.
1.3.2 Unfallanalytische und biomechanische Gutachten stellen nach der Rechtsprechung der sozialrechtlichen Abteilung des Bundesgerichts klassische Beweismittel dar, die gewichtige Anhaltspunkte zur - mit Blick auf die Adäquanzprüfung - relevanten Schwere des Unfallereignisses zu liefern vermögen, für sich allein jedoch in keinem Fall eine hinreichende Grundlage für die Kausalitätsbeurteilung bilden (Urteil des Bundesgerichts 8C_590/2007 vom 6. Oktober 2008 E. 6.1 mit Hinweisen, publ. in: SVR 2009 UV Nr. 13 S. 52). Dass derartige Expertisen aus Sicht des Sozialversicherungsrechts im Rahmen der rechtlichen Beurteilung der Adäquanz bei erstellter natürlicher Kausalität relevant werden, bedeutet nicht, dass entsprechenden Gutachten ausschliesslich zur Bereitstellung der tatsächlichen Grundlagen im Hinblick auf die Rechtsfrage der Adäquanz Beweiswert zuerkannt werden darf. Dies liefe auf die Einführung einer bundesrechtlich nicht statuierten Beweismittelbeschränkung hinaus und liesse sich beweisrechtlich nicht begründen (so auch Max Berger, Unfallanalytik und Biomechanik - beweisrechtliche Bedeutung, SJZ 102/2006 S. 25 ff., S. 31; Bühler, Beweismass und Beweiswürdigung bei Gerichtsgutachten - unter Berücksichtigung der jüngsten Lehre und Rechtsprechung, in: Jusletter vom 21. Juni 2010 S. 17). Das Bundesgericht selbst erachtete in einem Haftpflicht-Fall, dem wie hier ein Streit über die Ursache des auf ein HWS-Trauma hindeutenden Beschwerdebildes nach einer Auffahrkollision zugrunde lag und in dem die Diagnose eines Schleudertraumas und seiner Folgen nicht durch zuverlässige ärztliche Angaben gesichert war, die Mitberücksichtigung der Ergebnisse eines biomechanischen Gutachtens zur Ermittlung der natürlichen Kausalität implizit für zulässig (Urteil des Bundesgerichts 4A_494/2009 vom 17. November 2009 E. 2.2 f. und E. 2.9). Die Mitberücksichtigung des biomechanischen Gutachtens verstösst mithin nicht gegen Bundesrecht.
1.4 Der Beschwerdeführer wendet ein, auf das unfalldynamische Gutachten dürfe nicht abgestellt werden, da die tatsächliche Geschwindigkeitsveränderung nicht immer zuverlässig ermittelbar sei, wie das Bundesgericht festgehalten habe (BGE 134 V 109 E. 8.3 S. 121). Daher sei auch dem darauf fussenden biomechanischen Gutachten der Beweiswert entzogen. Nach dem vorliegenden verkehrstechnischen Gutachten liess sich jedoch die Kollisionsgeschwindigkeit innerhalb einer bestimmten Bandbreite (7,5 km/h - 13 km/h) eruieren, was der Beschwerdeführer nicht in Frage stellt. Unter diesen Umständen erscheint keineswegs als stossend, das unfalldynamische Gutachten in die Beweiswürdigung einzubeziehen, zumal der Gutachter mit der Unterstellung der höchstmöglichen Geschwindigkeitsveränderung den verbleibenden Unsicherheiten Rechnung trug und diese mithin gehörig beachtete. Die Vorinstanz konnte daher das verkehrstechnische Gutachten willkürfrei als taugliche Grundlage zur Erstellung des biomechanischen Gutachtens betrachten.
1.5 Soweit der Beschwerdeführer geltend macht, die Vorinstanz hätte dem unfallanalytischen Gutachten keinen Beweiswert zuerkennen dürfen, da keine Fotos des Fahrzeugs der Unfallverursacherin vorgelegen hätten, setzt er sich nicht hinreichend mit dem angefochtenen Entscheid auseinander. So trifft nicht zu, dass sich der Gutachter einzig auf die Reparaturrechnungen gestützt hat. Nach den unangefochtenen Feststellungen der Vorinstanz lagen ihm vielmehr das Unfallprotokoll und die Beschreibung des Schadens in der Reparaturrechnung vor. Ferner wurde ein typgleiches Fahrzeug besichtigt. Mangels hinreichender Begründung ist auf die betreffende Rüge nicht einzutreten.
2. Der Beschwerdeführer ist der Auffassung, die Vorinstanz hätte bei willkürfreier Würdigung der Beweise auch unter Berücksichtigung des biomechanischen Ergänzungsgutachtens den Nachweis des Kausalzusammenhangs für erbracht ansehen müssen.
2.1 Der Beschwerdeführer macht geltend, mit der im Obergerichtsurteil vom 23. November 2006 festgehaltenen Diagnose des Y._-Gutachtens, "Status nach Distorsionstrauma der HWS am 28. Mai 1991 mit Zervikalsyndrom, Kopfschmerzen und neuropsychologischen Defiziten" sei der Zusammenhang dieser Beschwerden mit dem Unfallereignis vom 28. Mai 1991 klar bestätigt worden. Hätten die Y._-Gutachter keinen Kausalzusammenhang mit dem Unfallereignis gesehen, hätten sie nicht "Status nach Distorsionstrauma der HWS" diagnostiziert. An diesem Gutachten habe der Sachverständige Dr. E._ als Zeuge in Kenntnis der vom Beschwerdeführer nach dem Unfall entwickelten Aktivitäten (Lenken eines schweren Motorrades, Servicearbeiten, Schweissarbeiten, Pneuwechseln etc. auf dem Geschäftsgelände an eigenen Fahrzeugen oder solchen von Kollegen) festgehalten und nur das Zervikalsyndrom und die Zervikobrachialgien anders beurteilt, woraus namentlich eine Arbeitsunfähigkeit von lediglich 35 % statt der früher festgestellten höheren resultiert habe. Mit dieser Diagnose "Status nach Distorsionstrauma der HWS am 28. Mai 1991 ..." sei der Kausalzusammenhang mit dem Unfallereignis klar aufgezeigt worden, was die Vorinstanz willkürlich verkannt habe. Zudem habe das Obergericht Dr. E._ nicht als IV-Arzt, sondern eigens für den Haftpflichtprozess als sachverständigen Zeugen befragt. Dieser habe in seinen vom Obergericht als schlüssig und nachvollziehbar bezeichneten Aussagen die Diagnose "Status nach Distorsionstrauma" auch in Kenntnis des am 18. August 1992 abgegebenen biomechanischen Ergänzungsgutachtens von Prof. Dr. med. F._, gemäss welchem die Beschwerden durch den Unfall nicht erklärbar seien, bestätigt. Die Vorinstanz habe in willkürlicher Weise verkannt, dass mit der Aussage des sachverständigen Zeugen auch eine Kausalitätsbeurteilung einhergehe, wenngleich die Y._ keine expliziten Angaben zur Kausalität habe machen müssen. Indem die Vorinstanz ausschliesslich gestützt auf das Gutachten F._ jegliche Unfallfolgen ausschliesse, würdige sie die Beweise willkürlich und verstosse gegen die Schleudertraumapraxis des Bundesgerichts.
2.2 Die Vorinstanz hat nicht ausschliesslich auf das biomechanische Gutachten abgestellt, sondern die Beweismittel einer Gesamtwürdigung unterzogen. Der Beschwerdeführer erachtet den Nachweis des Kausalzusammenhangs durch das Y._-Gutachten und die Aussage von Dr. E._ als erbracht. Nach den Feststellungen der Vorinstanz hat dieser indessen bestätigt, dass im Gutachten keine Aussagen zur Kausalität der Beschwerden gemacht worden seien. Es ist nicht willkürlich, wenn die Vorinstanz vor diesem Hintergrund keine impliziten Aussagen zum Kausalzusammenhang in das Gutachten oder die Aussage des Zeugen hineininterpretiert und den Nachweis der Kausalität gestützt auf das Gutachten nicht für erbracht hält. Da das biomechanische Gutachten die Beschwerden nicht durch die Kollisionswirkung zu erklären vermag, ist es nicht geeignet, die Zweifel am Bestehen des Kausalzusammenhangs zu beseitigen. Damit bleibt es dabei, dass die Vorinstanz ohne Willkür davon ausgehen konnte, der Nachweis der natürlichen Kausalität des Unfalls für die heutigen Beschwerden sei misslungen.
2.3 Der Beschwerdeführer macht allerdings mit Aktenhinweis geltend, er habe bereits in der Appellationsbegründung vom 22. November 2005 nebst der Einvernahme der Ärzte als Sachverständige Zeugen vorsorglich ein polydisziplinäres medizinisches Gutachten beantragt, und rügt eine Verletzung seines Beweisführungsanspruchs (Art. 8 ZGB). Ein Anspruch auf Beweisabnahme besteht indessen nur für prozesskonform beantragte Beweismittel (BGE 133 III 295 E. 7.1 S. 299 mit Hinweisen). Die Vorinstanz hielt in ihrem Entscheid vom 23. November 2006 fest, das Amtsgericht werde je nach Ausgang des Gutachtens über weitere Beweismassnahmen zu entscheiden haben. Dass der Beschwerdeführer in der Folge vor Amtsgericht einen entsprechenden Beweisantrag gestellt oder zumindest vor Vorinstanz in seiner erneuten Appellation die unterlassene Beweisabnahme gerügt hätte, legt er nicht dar und geht aus dem angefochtenen Urteil nicht hervor. Wurde die Beweisabnahme nicht prozesskonform zum Thema der Appellation gemacht, was gemäss dem Entscheid vom 23. November 2006 eine hinreichende Auseinandersetzung mit dem angefochtenen Entscheid voraussetzt, verletzt die Vorinstanz kein Recht (Art. 42 Abs. 2 BGG), wenn sie allfällige in der ersten Appellation vorsorglich gestellte Beweisanträge nicht mehr berücksichtigt.
3. Aus den dargelegten Gründen erweist sich die Beschwerde als unbegründet. Sie ist abzuweisen, soweit darauf einzutreten ist. Bei diesem Ausgang des Verfahrens wird der Beschwerdeführer für das bundesgerichtliche Verfahren kosten- und entschädigungspflichtig.
Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird abgewiesen, soweit darauf einzutreten ist.
2. Die Gerichtskosten von Fr. 10'000.-- werden dem Beschwerdeführer auferlegt.
3. Der Beschwerdeführer hat die Beschwerdegegnerinnen für das bundesgerichtliche Verfahren mit insgesamt Fr. 12'000.-- zu entschädigen.
4. Dieses Urteil wird den Parteien und dem Obergericht des Kantons Luzern, I. Kammer als Appellationsinstanz, schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 8. Februar 2011
Im Namen der I. zivilrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Die Präsidentin: Der Gerichtsschreiber:
Klett Luczak