O atleta teve suas primeiras oportunidades no time de cima em 2024, participando de três jogos. No ano seguinte, Luighi se destacou na Copinha, onde jogou as duas primeiras rodadas antes de ser integrado ao elenco principal, junto a outros jovens jogadores como Benedetti, Allan e Figueiredo. Ele teve um papel ativo no Campeonato Paulista, onde entrou em campo em oito ocasiões, sendo titular em duas delas e contribuindo com um gol na vitória por 3 a 1 sobre o Botafogo-SP durante a fase de grupos.

Mais tarde no Estadual, foi convocado para a seleção sub-20 por Lucas Andrade, onde se destacou como titular na campanha de Libertadores sub-20, marcando dois gols e fornecendo uma assistência em cinco partidas. Depois dessa experiência, Luighi retornou ao elenco profissional, contribuindo na vitória por 3 a 2 contra o Sporting Cristal, mesmo que sua participação tenha sido limitada a poucos minutos. Contudo, vivenciou um período sem atuar no profissional, jogando novamente pelo sub-20 e se destacando com mais dois gols.

Durante os meses de maio a agosto, enquanto esteve à disposição do time principal, Luighi teve a oportunidade de representar a Seleção Brasileira sub-20 em um amistoso e também disputou a Copa do Mundo de Clubes. Ele jogou cerca de 57 minutos em uma partida contra o Botafogo nas oitavas de final. Ao longo das temporadas, o jogador acumulou um total de 24 aparições pelo Palmeiras, das quais apenas quatro foram como titular, anotando dois gols. No time sub-20, ele participou de 14 jogos e deixou sua marca em oito oportunidades.

Entre setembro e outubro, Luighi teve uma participação reduzida, com apenas um jogo pelo time principal e quatro pelo sub-20. Mesmo assim, foi titular nos três jogos do Brasil no Mundial sub-20, onde a equipe não conseguiu avançar além da fase de grupos. Com o término dos compromissos pela base, Luighi se tornou uma opção para o técnico Abel Ferreira, não sendo relacionado para a final da Libertadores, mas entrando em campo nos últimos três jogos do Campeonato Brasileiro, todos como substituto.