Розпочав кар'єру у футбольній школі «Марселіньйо»[4]. Звідти він перейшов в клуб «Санта-Марія», а потім і в «Жувентус Сан-Паулу»[5]. У 2002 році Лукас перейшов у молодіжний склад «Корінтіанса», де провів 3 роки.
2005 року Лукас став гравцем амаднмії «Сан-Паулу». 2010 року він допоміг клубу виграти молодіжний чемпіонат Сан-Паулу, після чого тренер Сержіо Барезі порекомендував його і Каземіро для переходу в основний склад. Спочатку, при тренері Рікардо Гомесі, Лукас не отримував місця в складі команди, але з приходом на пост головного тренера «Сан-Паулу» Пауло Сезара Карпежіані дебютував у клубі в матчі з «Атлетіко Паранаенсе»[6] і швидко став одним з найяскравіших виконавців у півзахисті команди.
«Парі Сен-Жермен»
Молодий бразилець привернув увагу багатьох європейських клубів, урешті-решт боротьбу за півзахисника виграв французький «Парі Сен-Жермен», який у серпні 2012 оголосив про приєднання Лукаса до його лав з початку 2013 року[7]. В січні 2013 року бразилець дійсно приєднався до «ПСЖ», ставши найдорожчим придбанням в історії паризького клубу — його перехід оцінюється у щонайменше 40 мільйонів євро[8]. За нову команду бразилець провів понад 150 матчів і виграв низку національних трофеїв.
«Тоттенгем Гостпур»
31 січня 2018 року перейшов до англійського «Тоттенгем Готспур», уклавши з ним контракт до 2023 року. Сума трансферу склала біля 25 мільйонів фунтів стерлінгів[9].
8 травня 2019 року Моура зробив хет-трик у другому таймі переможного матчу «Тоттенгема» над «Аяксом» з рахунком 3:2 на «Йохан Кройф Арені» у матчі-відповіді півфіналу Ліги чемпіонів. «Шпори» зробили камбек, забивши тричі у другом таймі та здобули перемогу за правилом голів на виїзді. Третій гол Лукаса на 96-й хвилині вперше в історії клубу вивів «Тоттенгема» у фінал Ліги чемпіонів.
9 серпня 2019 року Моура підписав новий контракт з «Тоттенгемом» до 2024 року. 17 серпня 2019 року він забив свій перший гол у сезоні 2019–20, зрівнявши рахунок проти «Манчестер Сіті» всього лише через 19 секунд після того, як вийшов на заміну.
Виступи за збірні
2010 року дебютував у складі юнацької збірної Бразилії. Всього Лукас взяв участь в 11 іграх на юнацькому рівні, відзначившись 10 забитими голами.
У складі збірної був учасником розіграшу Кубка Америки 2011 року в Аргентині, на якому зіграв у двох матчах проти Парагваю і Еквадору, а Бразильці вилетіли у чвертьфіналі.
Наступного року Моура взяв участь у домашньому розіграші Кубка конфедерацій 2013 року, на якому також зіграв лише у двох матчах проти Японії і Мексики, проте цього разу бразильці стали переможцями турніру.
Наразі провів у формі головної команди країни 36 матчів, забивши 4 голи.