Nato a Livorno nel luglio 2004, Luca Marianucci ha mosso i primi passi nel calcio con la Pro Livorno Sorgenti tra il 2010 e il 2011, prima di entrare nel settore giovanile dell’Empoli, dove ha completato la sua crescita fino all’estate del 2023. In quel momento, viene ceduto in prestito alla Pro Sesto.
La sua prima esperienza tra i professionisti si rivela positiva a livello individuale, con 32 presenze in Serie C a soli 19 anni. Tuttavia, la formazione lombarda non riesce a evitare la retrocessione in Serie D.
A luglio torna in Toscana, con Roberto D’Aversa che decide di confermarlo in rosa. Il 10 agosto fa il suo esordio con la prima squadra, servendo anche un assist a Fazzini nella vittoria per 4-1 contro il Catanzaro in Coppa Italia.
Il debutto in Serie A arriva qualche mese dopo, nel successo per 1-0 contro il Como. Poi, il 26 febbraio scorso, firma il rigore decisivo all’Allianz Stadium contro la Juventus, eliminando i bianconeri e regalando all’Empoli una storica semifinale di Coppa Italia.