Luis Salom begann im Red Bull MotoGP Rookies Cup, wo er 2008 den Titel um vier Punkte verpasste. Im gleichen Jahr wurde er auch Spanischer Vize-Meister. 2009 ersetzte er im WRB Team Simone Corsi und fuhr bei zwölf Grand Prix fünf Mal in die Punkte. 2010 konnte er im Lambretta Reparto Corse Team seine erste komplette Saison fahren, welche er auf Gesamtrang zwölf abschloss. Danach wechselte er ins RW Racing GP Team, wo er Achter wurde. 2011 blieb er in dieser Mannschaft und der Moto3™ Weltmeisterschaft, holte die Vize-Weltmeisterschaft. Damit hatte er sich einen Platz im Red Bull KTM Ajo Team für 2013 verdient. In einer starken Saison galt er bis zum Finale als Titelfavorit, gewann auf dem Weg sieben Rennen. Den Großteil der Saison hatte Salom die WM angeführt, rutschte in einem dramatischen Finale aber auf Gesamtrang drei ab. Salom stieg 2014 zusammen mit dem Moto3™-Weltmeister von 2013, Maverick Viñales im Pons HP40 Team in die Moto2™ Weltmeisterschaft auf. Salom sah 2014 kaum einen Stich gegen seinen Teamkollegen, blieb aber 2015 in dieser Mannschaft - Viñales wechselt in die MotoGP™. Neuer Teamkollege bei Pons wurde Alex Rins. Salom erlebte ein weiteres schwieriges Jahr. Er beendete die Saison auf Platz 13 mit zwei Top-5-Ergebnissen in Mugello und Barcelona, punktete aber auch in neun Rennen nicht. 2016 blieb er auf Kalex, wechselt aber ins SAG Team. 2016 legte er einen unglaublichen Start hin. Salom holte den zweiten Platz beim Katar GP. Vier Punkteergebnisse inklusive zwei Top-10-Rängen folgten. Tragischerweise stürzte Luis Salom beim Catalan GP im zweiten Freien Training. Er wurde direkt von dem medizinischen Personal behandelt und ins Krankenhaus gebraucht. Trotz aller Anstrengungen des Trauma-Teams starb er am Freitag, den 3. Juni 2016.