Luan chegou ao Palmeiras em 2017 e foi campeão de todos os campeonatos que disputou pelo clube na América do Sul, sendo titular no Brasileirão de 2018, na Copa do Brasil de 2020 e titular absoluto em todas as conquistas de 2020 e 2021, firmando-se como um dos capitães do elenco. Ficou fora dos gramados durante boa parte de 2022 por conta de uma lesão, dando espaço a Murilo.

Em 2023, o zagueiro reassumiu a condição na escalação inicial após Murilo passar por uma cirurgia no ombro e teve boas atuações apesar de sempre conviver com a desconfiança de parte da torcida. Reserva desde o meio da última temporada, o jogador tem o respaldo da comissão técnica. Aliás, na atual temporada, ele vem atuando na equipe principal quando Abel decide por uma escalação com três zagueiros.

Nos últimos jogos, assumiu a titularidade por conta de uma lesão de Gustavo Gómez. Afinal, apesar de ser contestado pela torcida de vez em quando, nunca perdeu seu prestígio com Abel.