Louis Rossi arrive en Grand Prix en 2008 avec le team FFM Honda GP 125, qui avait auparavant fait courir des pilotes tels que Mike di Meglio ou Alexis Masbou. Absent du Championnat du Monde en 2009, il retrouve la catégorie 125cc en 2010 et marque ses premiers points avec le team CBC Corse. Le jeune Français poursuit sa progression avec Matteoni Racing en 2011 puis rejoint Racing Team Germany en 2012, pour le lancement de la catégorie Moto3™. Sur FTR-Honda, Rossi affirme son potentiel en se qualifiant en première ligne dès la première manche de l'année puis fait ensuite sa première apparition sur le podium en remportant une brillante victoire, sous une pluie battante, au Grand Prix de France. Régulièrement présent aux avant-postes, il signe chez Tech3 Racing pour faire ses débuts en Moto2™ aux côtés d'un autre rookie, le Britannique Danny Kent. Rossi ne marque que quatre points au cours de sa première saison sur 600 4-temps et rejoint le team SAG afin de courir sur Kalex pour la saison 2014. Le Manceau se classe alors dans les points à six reprises puis change à nouveau de team pour rejoindre la Tasca Racing Scuderia Moto2 et de revenir sur Mistral 610 pour la saison 2015.