Di Forward Racing ia berpasangan dengan sesama anggota VR46 Riders Academy, Lorenzo Baldassarri.
Tahun 2018 merupakan tahun terbaik Marini di kelas Moto2, dia pindah ke Sky Racing Team VR46. Dia berhasil meraih lima podium, termasuk kemenangan perdananya di Grand Prix Malaysia.
Pada tahun 2021, Marini akhirnya naik ke kelas utama MotoGP, Ia dipromosikan bersama Enea Bastianini yang saat ini menjadi juara dunia Moto2 2020.
Luca Marini saat tampil impresif memimpin jalannya balapan-X/@VR46RacingTeam-
Sempat kesulitan di awal debutnya di MotoGP, bersama Mooney VR46 Racing, Luca Marini kini menunjukkan konsistensinya dan menjadi kandidat utama sebagai pengganti Marc Marquez di Repsol Honda.