Karier klub Waldschmidt dimulai di Eintracht Frankfurt, di mana dia bergabung dengan akademi klub pada tahun 2010 setelah mengalami periode di beberapa klub muda lainnya. Pada 25 April 2014, Waldschmidt menandatangani kontrak profesional pertamanya dengan durasi tiga tahun. Dia dipromosikan ke tim utama, meskipun tetap tampil untuk tim U-19. Setahun kemudian, pada 25 April 2015, Waldschmidt melakukan debut Bundesliga-nya sebagai pemain pengganti pada menit ke-73 menggantikan Sonny Kittel dalam kekalahan kandang 0-2 melawan Borussia Dortmund. Dia mencetak gol pertamanya untuk Eintracht Frankfurt pada 8 Agustus dalam kemenangan 3-0 atas Bremer SV di putaran pertama Piala Jerman.
Pada 30 Juni 2016, Waldschmidt bergabung dengan Hamburger SV dengan kontrak empat tahun. Dia melakukan penampilan pertamanya untuk klub Hamburg dalam pertandingan Bundesliga dengan kekalahan kandang 0-4 dari RB Leipzig pada 17 September, masuk sebagai pemain pengganti pada menit ke-83 menggantikan Bobby Wood. Dia mencetak gol pertamanya untuk klub hanya beberapa detik setelah masuk, dalam kemenangan 4-0 atas Hallescher FC pada 24 Oktober, dalam pertandingan Piala Jerman putaran kedua. Pada 20 Mei 2017, pada pertandingan terakhir Bundesliga musim 2016-2017, Waldschmidt mencetak gol Bundesliga pertamanya, gol penentu kemenangan 2-1 atas rival degradasi VfL Wolfsburg, pada menit ke-88 - dua menit setelah digantikan. Gol tersebut membuat Hamburger SV menghindari babak play-off degradasi Bundesliga untuk pertama kalinya dalam empat tahun. Musim berikutnya, Waldschmidt tampil dalam 21 pertandingan liga di mana dia mencetak satu gol. Pada akhir musim, Hamburger SV terdegradasi ke 2. Bundesliga untuk pertama kalinya dalam sejarah 55 tahun Bundesliga.
Pada Mei 2018, SC Freiburg mengumumkan bahwa mereka telah merekrut Waldschmidt untuk musim 2018-2019 dari Hamburger SV, yang baru saja terdegradasi ke 2. Bundesliga. Klub tersebut dilaporkan mengaktifkan klausul pelepasan sebesar €5 juta. Dia menyelesaikan musim pertamanya untuk klub dengan 30 penampilan dan sembilan gol.
Pada 14 Agustus 2020, Benfica mengumumkan penandatanganan Waldschmidt dengan kontrak lima tahun senilai 15 juta euro. Waldschmidt mencetak dua gol dalam debutnya untuk Benfica, dalam kemenangan 5-1 atas Famalicão dalam Primeira Liga pada 18 September 2020.
Pada 22 Agustus 2021, Waldschmidt kembali ke Jerman dan menandatangani kontrak empat tahun dengan VfL Wolfsburg.
Pada Juli 2023, Waldschmidt bergabung dengan 1. FC Köln dengan status pinjaman selama satu tahun.
Di level internasional, Waldschmidt telah mewakili tim nasional Jerman pada tingkat U16, U17, U18, U19, dan U21. Dia menjadi pencetak gol terbanyak dalam Kejuaraan Eropa U-21 UEFA 2019, di mana dia mencetak tujuh gol, memecahkan rekor sebelumnya yang dipegang oleh sesama negaranya, Pierre Littbarski, yang mencetak enam gol dalam Kejuaraan Eropa U-21 UEFA 1982. Beberapa bulan kemudian, pada 29 Agustus, dia dipanggil ke skuad senior Joachim Löw untuk kualifikasi UEFA Euro 2020 melawan Belanda dan Republik Ceko. Dia melakukan debut untuk tim nasional Jerman pada 9 Oktober 2019 dalam pertandingan persahabatan melawan Argentina. Dia memulai pertandingan dan bermain sepanjang pertandingan. Dia mencetak gol pertamanya pada 7 Oktober 2020, melawan Turki dalam pertandingan persahabatan.
Luca Waldschmidt adalah putra dari Wolfgang Waldschmidt, yang melakukan 14 penampilan untuk SV Darmstadt 98 dalam musim 1983-1984 di 2. Bundesliga.
Data statistik karier Waldschmidt mencakup penampilan dan gol di klub dan tim nasional Jerman.
Follow