Luca di Montezemolo oli sekä Ferrarin että Fiatin puheenjohtaja ja yksi Euroopan tunnetuimmista yritysjohtajista.
Di Montezemolon ura alkoi Giannini Fiat 500: n ratissa, jolla hän ajoi kilpaa yhdessä ystävänsä Cristiano Rattazzin kanssa. Myöhemmin di Montezemolo ajoi Lancia rally Teamissa, joka tunnettiin nimellä HF Squadra Corse. Hän liittyi autovalmistaja monialakonserni Fiatiin ja siirtyi vuonna 1973 Ferrarille, jossa hänestä tuli Enzo Ferrarin assistentti ja vuonna 1974 Scuderian johtaja. Ferrari voitti Niki Laudan kanssa Formula ykkösten maailmanmestaruuden vuosina 1975 ja 1977. Vuonna 1976 di Montezemolo ylennettiin Fiat racing activitien johtajaksi.
läpi 1980-luvun di Montezemolo toimi useissa tehtävissä FIAT-imperiumissa, muun muassa juomayhtiö Cinzanon toimitusjohtajana ja kustannusyhtiö Itedin johtajana. Vuonna 1982 hän luotsasi America ’ s Cup challenge Of Team Azzurran, joka oli ensimmäinen italialainen pursiseura, joka osallistui tapahtumaan. Vuonna 1985 hänestä tuli vuoden 1990 MM-kisojen järjestelytoimikunnan johtaja.
vuonna 1991 Fiatin puheenjohtaja Gianni Agnelli nimitti di Montezemolon Enzo Ferrarin kuoleman jälkeen vaikeuksissa olleen Ferrarin puheenjohtajaksi. Di Montezemolo otti tavoitteekseen voittaa jälleen Formula ykkösten Maailmanmestaruus. Di Montezemolo teki nopeasti muutoksia italialaistallissa, pestasi Niki Laudan neuvonantajakseen ja ylensi Claudio Lombardin tallipäälliköksi. 1990-luvulla hän herätti Ferrarin maantieautobisneksen raskaista veloista vakaaksi voitoksi. Hän toimi myös Maseratin presidenttinä, kun Ferrari osti sen vuonna 1997 eli vuoteen 2005. Ferrarin Formula 1-talli voitti Cordero di Montezemolon ja toiminnanjohtaja Jean Todtin johdolla kuljettajien maailmanmestaruuden vuonna 2000, ensimmäistä kertaa sitten vuoden 1979. Edellisenä vuonna, 1999, he olivat voittaneet rakentajien mestaruuden ensimmäistä kertaa sitten vuoden 1983.
vuonna 2004 di Montezemolosta tuli Italian liike-elämän edunvalvontajärjestön Confindustrian puheenjohtaja. ja päiviä myöhemmin hänet valittiin Ferrarin emoyhtiön Fiatin puheenjohtajaksi. Vuonna 2008 di Montezemolo perusti Formula One Teams Associationin (FOTA), jonka puheenjohtajana hän toimi vuosina 2008-2010. Komitealla oli tapana kokoontua säännöllisesti keskustelemaan Formula ykkösten parannuksista.
vuonna 2010 Luca di Montezemolo jäi eläkkeelle Fiatin pääjohtajan paikalta ja vuonna 2014 hän erosi Ferrarin pääjohtajan paikalta. Myöhemmin vuonna 2014 di Montezemolo nimitettiin Italian kansallisen lentoyhtiön Alitalian puheenjohtajaksi ja vuodesta 2004 hän on toiminut myös LUISSIN eli Rooman Vapaan kansainvälisen yhteiskuntatieteellisen yliopiston Guido Carlin puheenjohtajana.