Prodígio no Vasco (clube onde foi capitão, disputou 172 partidas e conquistou dois títulos cariocas), Luan chegou ao Verdão ainda jovem, aos 23 anos, poucos meses depois de se sagrar campeão olímpico com a Seleção Brasileira nos Jogos do Rio 2016 no Maracanã. Após uma temporada de adaptação, o zagueiro, que figurou em todas as Seleções de base durante a carreira, recuperou o seu bom futebol em 2018 e se tornou peça importante para a conquista do Brasileirão, formando ótima dupla com Gustavo Gómez e estabelecendo o recorde palmeirense de menos gols sofridos na história dos pontos corridos: apenas 26 tentos (a marca anterior era de 32, na caminhada do título de 2016).

Em 2019, Luan e Gómez voltaram a brilhar alcançando a expressiva marca de 1081 minutos consecutivos sem sofrer gols (sem considerar os acréscimos), segunda maior de uma dupla de zagueiros na história do Palmeiras – o recorde é de Marcio e Vágner Bacharel, com 1.148 minutos em 1987. Na temporada seguinte, em 2020, mais três conquistas: o Campeonato Paulista, a Copa do Brasil e a tão sonhada Copa Libertadores, esta última sendo titular em cinco das oito partidas que disputou, inclusive na final diante do Santos.

Atualmente, Luan está entre os 14 jogadores que conseguiram conquistar o Paulista, o Brasileiro, a Copa do Brasil e a Copa Libertadores pelo Palmeiras, ao lado dos goleiros Weverton, Jailson, Marcos e Velloso, dos zagueiros Gómez e Cleber, os laterais Marcos Rocha e Mayke, dos meio-campistas Felipe Melo, Lucas Lima, Gustavo Scarpa e Zinho e do atacante Willian. O zagueiro Victor Hugo e o atacante Dudu também se sagraram campeões das quatro competições, mas não disputaram o Paulista 2020 e a Libertadores 2020 até o final.