อังกฤษลุค โธมัส เป็นหนึ่งในผลผลิตของเลสเตอร์ ซิตี้ อะคาเดมี่ มีดีกรีทีมชาติอังกฤษชุดเยาวชน เขาได้เลื่อนชั้นขึ้นมาเป็นนักเตะชุดใหญ่ให้ทีมเมื่อ กรกฎาคมปี 2020 ลุค โธมัส ในวัย 19 ปี เป็นอีกหนึ่งกำลังสำคัญของทีม ที่ให้ทีมได้คว้าแชมป์ เอฟเอ คัพใน ฤดูกาล 2020/21
ลุค เข้ามาร่วมกับสโมสร เลสเตอร์ ซิตี้ ตั้งแต่ปี 2008 ในวัยเด็กเขามีฮีโร่ในดวงใจคือ เธียรี่ อองรี โดยหวังว่าจะได้เป็นศูนย์หน้าที่เก่งกาจเหมือน อองรี ให้ได้ เขาได้เข้าร่วมทีมเยาวชนของ เลสเตอร์ ซิตี้ ในรุ่นยู 14 ความสามารถที่ฉายแววออกมา กลับไม่ใช่ในตำแหน่งศูนย์หน้า เขากลับทำหน้าที่ได้ดีกว่าในตำแหน่งแบ็กซ้าย จนทำให้ได้อยู่ในตำแหน่งนี้เรื่อยมา
ต่อมาเขาได้รับโอกาสติดทีมชาติเยาวชนอังกฤษ ในรุ่นยู 18 ในปี 2018 และในปี 2019 เขาได้ร่วมทีมชาติ ในทัวร์นาเม้นท์ เยาวชนอายุไม่เกิน 19 ปี ยูเออี สปอร์ตส์ เชน คัพ ที่ดูไบ อีกด้วย
ในช่วงซัมเมอร์ปี 2018 เขาได้รับการเสนอชื่อเข้าชิงรางวัลนักเตะดาวรุ่งยอดเยี่ยมประจำฤดูกาลของสโมสร และก้าวขึ้นมาเป็นสมาชิกของทีม U-23 ในฤดูกาล 2019/20
จากนั้น โธมัส ก็เซ็นสัญญาฉบับใหม่กับทีม จนถึงปี 2021 และลงเล่นเต็มเกมให้กับเลสเตอร์ ซิตี้ โดยทำแอสซิสต์ให้กับ อโยเซ่ เปเรซ ในเกมที่เอาชนะ เชฟฟิลด์ ยูไนเต็ด 2-0 ในพรีเมียร์ลีกเมื่อวันที่ 16 กรกฎาคม 2020
หลังจากคว้ารางวัลนักเตะดาวรุ่งยอดเยี่ยมประจำฤดูกาลของเลสเตอร์ ซิตี้ เมื่อสิ้นสุดฤดูกาล 2019/20 โธมัส ก็ตกลงเซ็นสัญญาระยะยาวฉบับใหม่กับสโมสร
เขายังคงเป็นนักเตะคนสำคัญของทีมในฤดูกาล 2020/21 โดยทำประตูแรกในทีมชุดใหญ่ให้กับสโมสรในเกมเสมอกับ เอสซี บราก้า 3-3 ในเดือนพฤศจิกายน ซึ่งเพียงพอที่จะการันตีการผ่านเข้ารอบฟุตบอลยูโรป้า ลีก ได้ เลสเตอร์จบฤดูกาลในอันดับที่ห้าในพรีเมียร์ลีกอีกครั้ง โดย โธมัส ลงเล่นตัวจริงให้กับเลสเตอร์ ในเกมนัดชิงชนะเลิศ เอฟเอ คัพ ที่ เวมบลีย์ เมื่อเดือนพฤษภาคม 2021 และ เลสเตอร์ ก็คว้าแชมป์เอมิเรตส์ เอฟเอ คัพ มาครองได้เป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์ของสโมสร
โธมัส ยังอยู่ในทีมชุด คว้าแชมป์เอฟเอ คอมมูนิตี้ ชิลด์ โดยลงเล่นอีก 33 นัดในปี 2021/22 ทำให้เขามีผลงานรวมเกิน 60 นัด และพาทีม “จิ้งจอกสยาม” ผ่านเข้าถึงรอบรองชนะเลิศของยูฟ่า ยูโรป้า คอนเฟอเรนซ์ ลีก แต่สุดท้ายก็แพ้ให้กับ อาแอส โรม่า ในรอบรองชนะเลิศ
ฤดูกาลต่อมาพิสูจน์ให้เห็นว่าเป็นฤดูกาลที่ยากลำบาก โดย เลสเตอร์ ตกชั้นจากพรีเมียร์ลีก โธมัสลงเล่น 24 นัดในลีกและบอลถ้วย ก่อนที่จะถูกปล่อยยืมตัวไปสองครั้งในฤดูกาล 2023/24
หลังจากใช้เวลาหกเดือนแรกกับเชฟฟิลด์ ยูไนเต็ด พรีเมียร์ลีก โดยลงเล่นไป 13 นัด ครึ่งหลังของฤดูกาลนี้ กองหลังรายนี้ก็ย้ายไป ที ไซด์ และไปเล่นให้กับ มิดเดิ้ลสโบรช์ ภายใต้การคุมทีมของ ไมเคิ่ล คาร์ริค แม้จะไม่สามารถผ่านเข้ารอบเพลย์ออฟแชมเปี้ยนชิพได้ แต่ฤดูกาลที่ยอดเยี่ยมใน ริเวอร์ไซด์ สเตเดี้ยมก็จบลงด้วยชัยชนะในบ้าน 3-1 เหนือวัตฟอร์ด หลังจากที่เอาชนะคาร์ดิฟฟ์ ซิตี้ 4-1 อดีตนักเตะทีมชาติอังกฤษชุดอายุต่ำกว่า 21 ปี ลงเล่นเป็นตัวจริงในทั้งสองนัดโดยลงเล่น 12 นัดในแชมเปี้ยนชิพให้กับ โบโร่ จบอันดับที่แปด