La sua carriera da pilota, con un fratello maggiore come Valentino Rossi, non poteva che iniziare prestissimo. A 5 anni era già su una mini moto e, di gara in gara, di classe in classe, nel 2016 è arrivato l’esordio nel mondiale, tutto questo senza mai trascurare gli studi. Il fisico gli ha imposto un esordio mondiale dalla classe Moto2, com’è successo ad altri ragazzi della VR46 Riders Academy. Anche nel 2025 correrà nel team ufficiale Honda Repsol in MotoGP. Luca è anche fra i top riders del Ranch , uno dei più veloci, spesso in coppia con Valentino nelle gare Endurance.