Seit Juli 2016 spielt der 21 Jahre alte Torhüter bei Borussia Dortmund, zunächst in der Jugend, seit 2019 zum Profikader zählend, wo er allerdings noch nicht zu einem Pflichtspieleinsatz kam. 52 Dritt- und Regionalliga-Einsätze standen zum Stichtag Ende Juni 2022 zu Buche.

Der in Bochum geborene und aufgewachsene Luca Unbehaun begann beim SC Union Bergen, wechselte als Achtjähriger zum VfL Bochum und kam 2016 zu Borussia Dortmund, wo er mit der U17 (2018) und der U19 (2019) jeweils die Deutsche Meisterschaft gewann. Das U19-Finale verpasste er jedoch wegen einer Knieverletzung, die eine Operation nötig machte. Mit der U23 stieg er im Juni 2021 als Nummer eins im BVB-Tor in die 3. Liga auf.

Luca Unbehaun bringt alle Voraussetzungen mit, über die ein moderner Schlussmann verfügen muss. Er ist reaktionsschnell mit den Händen und geschickt mit den Füßen, er verfügt über die nötige Größe (186 Zentimeter) und die erforderliche Gelassenheit in kritischen Spielsituationen. „Als Torhüter möchte ich Ruhe und Nervenstärke ausstrahlen, um meinen Kollegen Sicherheit zu geben. Ich bin ein mitspielender Keeper und leite unsere Offensivaktionen mit ein. So wie es beispielsweise Manuel Neuer oder Marc-André ter Stegen machen“, beschreibt sich der Junioren-Nationaltorhüter. Sein früherer Torwarttrainer beim BVB-Nachwuchs, Marco Knoop, erklärte einmal: „Luca ist nervenstark, ehrgeizig, aber auch bodenständig und kontaktfreudig. Er ist ein sicherer Rückhalt, der allen ein gutes Gefühl vermittelt. Seine Entwicklung ist mehr als positiv.“ Im Februar 2019 wurde er zum Pokalspiel gegen Bremen das erste Mal in den Profi-Kader berufen. 

Als vierter Borusse nach Marc-André Kruska, Sebastian Tyrala und Mario Götze (der die Auszeichnung zweimal erhielt) wurde Luca Unbehaun in der Saison 2018/19 mit der Fritz-Walter-Medaille als einer der besten Nachwuchsspieler ausgezeichnet. Die englische Zeitung The Guardian führte ihn in der Liste der 60 größten Talente des Jahrgangs 2001 weltweit. Seit der U15 spielt er in den Nachwuchs-Nationalmannschaften für den DFB, war 2018 Stammtorhüter bei der U17-EM und feierte im September 2020 bei einem 0:0 gegen Dänemark sein Debüt in der U20-Auswahl.