После окончания в 1994 году карьеры игрока в серии С итальянского чемпионата Лучано Спаллетти остался в «Эмполи», год руководил молодёжной командой, в 1995 году был назначен главным тренером основного состава. За два года он вывел скромный клуб из серии С в высший дивизион.
В 1998 году Спаллетти перешёл в «Сампдорию», имевшую в своём составе довольно сильных игроков, но дела в генуэзском клубе у Спаллетти не сложились, он был уволен ещё до окончания сезона, а клуб по итогам чемпионатa покинул серию А. Следующий клуб молодого наставника, «Венеция», также стал одним из неудачников следующего сезона 1999/2000.
Со второй попытки возглавив «Удинезе» в 2002 году, Спаллетти сенсационно преобразил клуб-середняк. «Удинезе» со Спаллетти заканчивал чемпионат на 5-м, 7-м и 4-м местах, впервые получив возможность участвовать в розыгрыше Лиги чемпионов. Однако Лучано в летнее межсезонье покинул «Удинезе», заявив, что не может гарантировать дальнейшего прогресса, как того хотел президент клуба. Через две недели Спаллетти подписал двухлетний контракт с «Ромой», пребывавшей в тот период в весьма плачевном состоянии и едва спасшейся от вылета. Несмотря на неудачное начало сезона 2005/06, по итогам чемпионата «Рома» заняла пятую строчку турнирной таблицы, а после применения санкций к ряду клубов, уличённых в организации договорных матчей, поднялась на вторую строчку, что дало возможность римлянам играть в Лиге чемпионов, где они дошли до 1/4 финала, разгромно уступив «Манчестер Юнайтед». И следующие два сезона «Рома» занимала вторую строчку в чемпионате и выбывала — сперва в четвертьфинале Лиги чемпионов, снова уступив дорогу «МЮ», а годом позже — в одной восьмой финала, проиграв по пенальти «Арсеналу».
Дважды «Рома» под руководством Спаллетти завоёвывала Кубок Италии — 2006/07 и 2007/08, и один раз, в 2007, Суперкубок.
По итогам 2006 и 2007 годов Спаллетти признавался лучшим тренером Серии А.
1 сентября 2009 года после неудачного старта в начале сезона 2009/2010 окончил работу с римским клубом.
10 декабря 2009 года на заседании совета директоров ФК «Зенит» была единогласно утверждена кандидатура Лучано Спаллетти на пост главного тренера клуба. Контракт Спаллетти рассчитан на три года. По информации газеты «КоммерсантЪ», ссылающейся на «La Gazzetta dello Sport», его зарплата составит около 4 млн евро в год; по данным интернет-газеты «Фонтанка.ру» — 2,5 млн евро в год.
«Зенит», возглавляемый Спаллетти не проигрывал на протяжении 23 матчей. Первое поражение петербургский клуб потерпел от французского «Осера», которому проиграл со счётом 0-2. Проигрыш в этом матче не позволил «Зениту» попасть в групповой этап Лиги чемпионов. Кроме этого досадного поражения возглавляемый Спаллетти клуб дважды проиграл в ходе чемпионата России, что впрочем, не поколебало лидерские позиции петербургской команды. В групповом этапе Лиги Европы «Зенит» одержал шесть побед в шести матчах, за два тура до конца турнира обеспечив себе выход в стадию плей-офф и первое место в группе.
16 мая 2010 года «Зенит» стал обладателем Кубка России, обыграв в финальном матче на ростовском стадионе «Олимп-2» новосибирскую «Сибирь» со счетом 1:0 (единственный мяч в ворота Войцеха Ковалевски на 60-й минуте с пенальти провёл Роман Широков).
14 ноября 2010 года, за два тура до окончания российского чемпионата-2010, после домашней победы над «Ростовом» с разгромным счётом 5:0, «Зенит» стал чемпионом страны. По словам Спаллетти, он посвятил эту победу, во-первых, игрокам, «которые её заслужили»; во-вторых, — Алексею Миллеру и Александру Дюкову; в-третьих, — Петербургу и болельщикам.
Успехи Спаллетти в России не остались без внимания и в Италии. Так, капитан «Ромы» Франческо Тотти в блоге на своём официальном сайте написал:
Уже бывший наставник римского клуба, сменивший Спаллетти на этом посту, Клаудио Раньери, в эфире еженедельной передачи Domenica Sportiva («Спортивное воскресенье») на телеканале RAI Due отметил:
Президент Итальянской федерации футбола Джанкарло Абете на семинаре по теме «Стратегия и проекты НОК Италии по развитию олимпийского спорта и спорта высших достижений» сказал:
6 марта 2011 года возглавляемый Спаллетти «Зенит» завоевал Суперкубок России, обыграв на краснодарском стадионе «Кубань» московский ЦСКА 1:0.
В 2011 году «Зенит» под руководством Спаллетти принял участие в групповом этапе Лиги чемпионов. Показав довольно убедительную игру, «Зенит» впервые в истории вышел в весеннюю стадию плей-офф розыгрыша Лиги чемпионов. Решающий матч состоялся на стадионе «Драгау» с командой португальского клуба «Порту». Питерской команде достаточно было сыграть вничью, что подопечные Спаллетти и сделали, обеспечив выход из группы со второго места.
9 января Спаллетти подписал новый контракт с ФК "Зенит", расчитаный на 3,5 года. Таким образом контракт расчитан до 2015 года. Условия контракта таковы, что Спаллетти не только займется тренировочной и игровой подготовкой состава команды, но и получит право регулировать вопросы, связанные с трансферной политикой.
Спалетти женат. У него трое детей — два мальчика, Самуэле и Федерико и дочь, Матильда.
Лучано является коллекционером: «Я коллекционирую молотки. Эта вещь нравится мне больше всего. У старых молотков есть одна особенность – они все сделаны вручную, у всех них есть различия. Те, что были сделаны на конвейере, меня не интересуют».