Debutta in Moto2™ nel 2016 a 16 anni, l’età minima per prendere parte alla categoria intermedia del mondiale. Sostituisce l’infortunato Dominique Aegerter nelle ultime gare dell’anno. Nel 2017 cade spesso ma nel 2018 impara dagli errori commessi diventando uno dei piloti di riferimento nella categoria, arrivando secondo all’ultimo GP della stagione. Nel 2019 approda al team American Racing KTM e già in Argentina firma il quarto posto per poi incasellare numerosi piazzamenti nella top 10; il terzo posto in Thailandia è il suo miglior arrivo stagionale. Il divorzio tra Zarco e KTM riapre il mercato facendo sì che Lecuona possa esordire nella massima categoria.

Debutta in MotoGP™ in occasione dell’ultimo appuntamento del 2019 per sostituire Miguel Oliveira, suo futuro compagno di squadra in Red Bull KTM Tech3. Viene confermato a tempo pieno nella classe regina nel 2020 e si consolida con prestazioni convincenti nel 2021, al termine del quale cambia campionato passando al WorldSBK. Nel 2023 torna in top class per sostituire l'infortunato Marc Marquez nel Gran Premio della Spagna, sulla Honda ufficiale.