Илић је поникао у Нишу, а као младић је дошао у Београд, међу црвено-беле, са којима је 2016. године потписао професионални уговор.
Лука је као велики таленат из Звезде прешао у Манчестер сити годину дана касније, заједно са братом Иваном, али никада није заиграо за "грађане".
Играо је на позајмицама у Бреди и Твентеу, онда у француском Троа, да би одличне партије пружао у дресу ТСЦ-а, где је и скренуо на себе пажњу Владана Милојевића.
За фудбалера рођеног 1999. године заинтересована је неколицина италијанских клуба, пре свих Лече, Верона и Лацио, али чини се да би Илић највише волео да се врати у своју Звезду.
Црвено-бели су још летос желели да врате везисту у своје редове, али на крају сезоне му истиче уговор са Ситијем и могао би да стигне на "Маракану" као слободан играч.