Né à Saint-Marin en 2001, Luca Bernardi entre très tôt dans le monde de la compétition moto. Il commence à se faire un nom en remportant les titres CIV SSP300 en 2017 puis CIV SSP600 en 2020. Durant cette période, il participe au Championnat du Monde FIM Supersport 300 en 2018, où il décroche une quatrième place comme meilleur résultat. La saison 2021 marque les débuts à temps plein de Luca Bernardi en WorldSSP avec l'équipe CM Racing. Il y décrochera une pole position et cinq podiums. Cependant, sa saison prend fin prématurément en raison d'une grave blessure au dos. Malgré cela, Luca Bernardi termine l'année à la neuvième place du classement général. En 2022, il passe en WorldSBK avec l'équipe Barni Racing. Toujours dans les points, il termine la saison à la 18e place. En 2024, Luca Bernardi bénéficie d'une wildcard au sein de l'équipe Yamaha Motoxracing WorldSBK. En 2025, il entame un nouveau chapitre de sa carrière avec un passage en Championnat du Monde FIM MotoE™ sous les couleurs d'Aruba Cloud.