Après être passé par les équipes jeunes du club duModena FC entre 1990 et 1994, il est révélé par l'entraîneur des jeunes du club, l'ancienne star brésilienne de laJuventusChinesinho.
Il fait ses grands débuts en professionnel avec son club formateur en 1994, où il reste jusqu'en 1996, totalisant 7 buts en 32 matchs.
Après un début de carrière difficile à cause de nombreuses blessures et changements de clubs, Luca Toni rejoint l'US Palerme en 2003 en Serie B pour tenter de relancer sa carrière.
Lors de sa première saison en Sicile, il marque 30 buts en 43 matchs, ce qui lui permet de finir meilleur buteur de Serie B et par la même occasion de remonter son équipe en Serie A. Toni explose pendant la saison 2004-2005 : en marquant 20 buts pour le club de Palerme, il contribue à le faire hisser à la sixième place de laSerie A.
Cette performance attire la convoitise de clubs plus fortunés. Toni signe avec laFiorentina pour la saison 2005-2006, où il finit meilleur buteur avant la trêve hivernale, avec une moyenne avoisinant un but par match. Le dimanche, dernière journée, Luca Toni termine meilleur buteur avec 31 buts et devient le premierSoulier d'or italien.
En, son club, laFiorentina, reçoit une offre de la part de l'Inter Milan. S'engage alors un bras de fer entre le joueur (qui souhaite partir) et son président Diego Della Valle. Celui-ci sera résolu à l'amiable, Toni restant à la Viola malgré les 15 points de pénalité infligés au club dans le cadre du scandale des paris truqués pour la saison 2006-2007. « J'ai discuté avec le président (de laFiorentina, Diego Della Valle) et cela m'a suffi. À présent j'ai l'envie de jouer et de chercher à marquer des buts avec la Fiorentina. Je suis convaincu de rester, et grâce à mes partenaires j'ai très envie de recommencer ».
Peu avant l'ouverture du marché des transferts, à la fin du mois de, Luca signe un contrat le liant au Bayern de Munich. Le transfert est d'un montant de 11 millions d'euros. Cette arrivée, en plus de celles deMiroslav Klose,Franck Ribéry et deHamit Altintop, a précipité le départ deRoy Makaay et deRoque Santa Cruz.
Enchaînant but sur but, Luca Toni devient un pilier du Bayern et termine meilleur buteur de la Bundesliga (24 buts). La complicité qu'il construit avec Klose leur vaut le surnom de "Kloni". À eux deux, ils marquent 33 buts en 25 matchs, toutes compétitions confondues, ce qui permet au Bayern d'enchaîner les bons résultats et d'être en tête du championnat.
Il signe son premier quadruplé sous les couleurs du Bayern lors de la rencontre qui oppose Munich à l'Aris Salonique pour le compte de la dernière journée de la coupe de l'UEFA, et son premier triplé en championnat face à Hanovre lors de la20e journée de Bundesliga.
Lors de la saison 2009/2010, Luca Toni n'est plus dans le groupe deLouis van Gaal. « Luca Toni n'a plus aucun avenir au Bayern, il faut être clair. Sa relation avec le club est rompue et cela ne peut plus être réparé », a déclaré Rummenigge sur la chaîne allemandeSport1.« C'est à lui et à son agent de trouver une solution enItalie », a ajouté le dirigeant bavarois[1]. Il est prêté à l'AS Rome pendant 6 mois.
À l'hiver, Toni débarque à laJuventus. Un transfert à titre gratuit car le Genoa a libéré le joueur de son contrat. Il s'agit vraisemblablement du dernier grand défi de sa carrière. Lors de son premier match (contreNaples), il marque un but qui est invalidé, puis est victime d'un problème musculaire. Il jouera quand même son deuxième match (enCoupe d'Italie contre Catane) mais le joueur est contraint de sortir après seulement 18 minutes de jeu. Les ligaments du genou droit sont touchés, il sera absent un mois. Il marque son centième but en Serie A durant le match Juventus-Cagliari, le au stade Sant'Elia deCagliari. Le, il marque le but de la victoire (3-2) et est l'auteur d'une passe décisive pour Alessandro Matri face au Genoa.
Un an après son arrivée, Luca Toni quitte la Juventus. L'attaquant international italien de 34 ans, qui aura inscrit 2 buts en 15 matches de Serie A et Coupe d'Italie pour la Vieille Dame, est officiellement transféré àAl Nasr Dubaï (EAU)[2]. La durée du contrat n'a pas été précisée.
En, à quelques heures de la fin du mercato d'été, libre de tout contrat depuis son aventure aux Émirats arabes unis, Luca Toni s'offre un dernier challenge à 35 ans en signant dans son ancien club, laFiorentina[3].
Durant le mercato estival, Luca Toni signe à l'Hellas Vérone.
Le, Pour son premier match sous les couleurs duHellas Vérone, Luca Toni inscrit un doublé contre l'AC Milan et permet à son équipe de l'emporter 2 buts à 1.
Le, Luca Toni inscrit un but contreBologne,Vérone l'emporte 4 buts à 1. Toni inscrit un total de 4 buts durant ses 3 premières rencontres.
À l'issue de lasaison 2014-2015, il inscrit 22 buts et termine co-meilleur buteur du championnat avecMauro Icardi, joueur de l'Inter Milan[4]. Le, l'attaquant de presque 39 ans annonce sa retraite en tant que joueur après avoir contribué une dernière fois à la victoire de son équipe (2-1) contre son ancien club, laJuventus, déjà championne. Il aura inscrit 8 buts en 25 matchs lors de la saison 2015-2016.
Toni est de fait également remarqué par le sélectionneur italienMarcello Lippi. Il fait ses débuts dans laSquadra Azzurra contre l'Islande le, à l'âge de 27 ans (plutôt tardif pour un footballeur).
En tout, Luca Toni dispute en 2004 et 2005, 15 matchs pour la sélection italienne, marquant 6 buts, dont un triplé contre laBiélorussie le, en éliminatoires pour lacoupe du monde 2006.Toni fait partie des 23 Italiens convoqués par Marcello Lippi pour disputer le mondial. Malgré un début demondial difficile, le numéro 9 italien débloque son compteur de but en 1/4 de finale face à l'Ukraine grâce à un doublé, ce qui n'est sans rappeler le mondial du buteurPaolo Rossi en 1982, qui avait débloqué son compteur au cinquième match de la compétition lui aussi (triplé contre leBrésil). La Squadra Azzurra gagne le tournoi en battant en finale laFrance aux tirs au but.
Le successeur de Marcello Lippi au poste de sélectionneur,Roberto Donadoni, rappelle Toni pour affronter l'Ukraine et laGéorgie en éliminatoires de l'Euro 2008 les7 et. Lors de la phase retour des matchs, Toni marquera but sur but, contre l'Écosse notamment qui était un match capital pour la qualification, puis contre lesîles Féroé.
À l'Euro 2008, Luca Toni vit le même syndrome qu'auMondial 2006, avec 0 but marqué en 3 matchs de poule. Pour mettre fin à la malédiction, il décide alors de se laisser pousser la moustache avant le quart de finale face à l'Espagne, annonçant qu'il ne la raserait que s'il marquait.Luca Toni n'a pas été sélectionné pour laCoupe du monde de football de 2010.