Als kleiner Bruder eines Fahrers wie Valentino Rossi musste seine Karriere natürlich früh beginnen. Im Alter von 5 Jahren saß er bereits auf einem Mini-Motorrad und über verschiedene Rennen und Klassen machte er 2016 sein Debüt in der Weltmeisterschaft, ohne jemals die Schule zu vernachlässigen. Sein idealer Körperbau brachte ihn zu einer Weltpremiere in der Moto2-Klasse, wie es auch bei anderen Jungs der VR46 Riders Academy der Fall war. Zum dritten Mal in Folge wird er für das Team SKY Racing Team VR46 fahren, mit dem er das Jahr 2018 mit 5 Podien und einem Sieg in Malaysia, in Sepang, abschloss. Im Jahr 2019 erzielte er zwei Siege und strebt nun danach, zu den Protagonisten der Moto2 zu gehören. Luca gehört zu den Top-Fahrern der Ranch , er ist einer der schnellsten und fährt bei den Endurance Rennen oft zusammen mit Valentino.