Родившийся в 1984 году, Лука Маринелли был знаком с кино, когда он поступил в римскую школу Национальной академии драматического искусства Сильвио д’Амико. Его отец, Эудженио Маринелли, актёр и известный озвучиватель, интерпретировавший для итальянской публики таких исполнителей как Джон Гудман, Джин Уайлдер и Винг Рэймс.
Маринелли окончил киношколу в 2009 году и сразу же взялся за дело в качестве ведущего актёра. Его прорывная роль была в художественном фильме, драме Саверио Костанцо 2010 года «Одиночество простых чисел».
Три года спустя Лука был назван восходящей звездой на Берлинском международном кинофестивале 2013 года за роль в фильме Паоло Вирци «Каждый божий день».
В том же году у него была небольшая роль измученного Андреа в оскароносном фильме Паоло Соррентино «Великая красота».
В 2016 году он был награжден премиями Настро д’Ардженто и Давидом ди Донателло за лучшую мужскую роль второго плана в остросюжетном триллере Габриэле Майнетти «Меня зовут Джиг Робот». Это классический рассказ о противостоянии хороших парней и плохих.
Фильм начинается с погони по улицам Рима, которая ведёт к берегу реки Тибр, где вор Энцо Чеккотти (Клаудио Сантамария) прыгает в воду, чтобы спрятаться от полиции. Находясь под водой, он подвергается воздействию радиоактивных материалов, которые придают ему сверхчеловеческую силу, что приводит к его решению изменить свою жизнь и начать делать добро.
Маринелли играет Фабио Канниццаро по прозвищу «Цыган», отвратительного гангстера, жаждущего славы. Завидуя славе, которую добился Энцо, он делает всё, что в его силах, чтобы уничтожить его, готовя почву для потрясающей драки и потрясающего финала.
В 2017 году Маринелли объединился с Тони Сервилло в комедии Франческо Амато «Дай себе волю». Фильм начинается с того, что персонаж Маринелли, Этторе, прячет украденные драгоценности в поле, когда к нему внезапно приближается полиция.
Далее разворачивается история Элии (Сервилло), скупого психоаналитика, здоровье которого идёт на убыль. После того, как его врач посоветовал ему записаться в тренажёрный зал, он встречает энергичного личного тренера и непреднамеренно оказывается вовлечённым в её драму. Этторе появляется как её любовный интерес, заставляя Элию под дулом пистолета загипнотизировать его, чтобы помочь ему вспомнить, где он закопал драгоценности.
Маринелли забавен в своём безумном, но трогательном изображении невинного ребёнка, который стал плохим из-за травмирующих событий в его детстве.
Два года спустя он сыграл ещё одну измученную душу в «Помнишь?» Валерио Мьели. В фильме рассказывается о безымянной паре, которую играют Маринелли и Линда Кариди, которые вспоминают взлёты и падения своих отношений. Персонажа Маринелли преследуют события, произошедшие в его детстве и юности, поэтому у него более мрачный взгляд на мир, тогда как персонаж Кариди более радостный и беззаботный.
Маринелли получил международное признание за исполнение главной роли в фильме Пьетро Марчелло «Мартин Иден» 2019 года.
Экранизация романа Джека Лондона рассказывает о чёрнорабочем, который влюбляется в Елену, дочь богатого промышленника. Чтобы преодолеть чувство неполноценности в мире высшего общества Елены, он преследует свою мечту стать писателем, надеясь, что это поможет ему подняться над своим скромным происхождением. Шаги, которые он предпринимает для достижения своих целей, меняют его точку зрения, и он испытывает политическое пробуждение.
Премьера фильма состоялась на 76-м Венецианском международном кинофестивале, где Маринелли был награжден Кубком Вольпи за лучшую мужскую роль.
Лука появился в «Бессмертной гвардии» от Netflix 2020 года с Шарлиз Терон в главной роли.
Последний фильм Маринелли «Восемь гор» был выпущен в этом году и в настоящее время участвует в международных кинофестивалях.