Ишао је у основну школу Миран Јарц у Љубљани. Дончић је каријеру почео у млађим категоријама Унион Олимпије. Брзо су га приметили скаути Реала из Мадрида. У септембру 2012. је потписао петогодишњи уговор са Реал Мадридом.[1] Са јуниорима Реала је освојио јуниорски турнир Евролиге2015. године и био је проглашен за најкориснијег играча.
Реал Мадрид
За први тим Реала је дебитовао 30. априла 2015. и тако постао најмлађи дебитант у историји краљевског клуба са само 16 година и два месеца старости.[2] Уједно је постао трећи најмлађи дебитант у историји прве шпанске АЦБ лиге.[3] У сезони 2015/16, Реал је освојио шпанско првенство након што су победили Барселону у финалу. Лука је играо на 31 мечу шпанске лиге ове сезоне, улазио је са клупе као резервни играч, а у просеку играо 14 минута и постизао је 4,9 поена, 2,8 скокова и 2 асистенције по утакмици. После тога се уписао у историју као најмлађи победник финала, имао је само 17 година и 115 дана.[4]
Током припремног периода пре почетка сезоне 2016/17, показао је велики напредак у игри. Тако је на пријатељским мечевима у септембру 2016. први пут играо у петорци и показао свој таленат са много добрих наступа. У том периоду је био први стрелац тима.[5] Након тога, почео је да добија већу минутажу и тиме више могућности да се докаже.
У децембру 2016. године, први пут је заблистао у Евролиги. Прво је на домаћем терену у утакмици против Жалгириса постигао 17 поена, укључујући осам у одлучујућим последњим минутима током утакмице и био најзаслужнији за победу у неизвесној завршници.[6] Изабран је за најбољег играча 13. кола Евролиге. На утакмици против немачког Бамберга, прикупио је 16 поена, 6 скокова, 5 асистенција и имао три украдене лопте. Све то са статистичким индексом 25.[7] Наставио је са одличним играма у Истанбулу против Анадолу Ефеса, када је индекс достигао 31, постигавши 17 поена, 5 скокова и 9 асистенција, а поново је био најбољи стрелац утакмице.[8]
Након тога, 13. јануара 2017. је по други пут, најбољи играч кола Евролиге, а истовремено достигао и свој највећи индекс статистичке ефикасности, који је износио 32.[9] То га је учинило четвртим словеначким кошаркашем, који је више пута успео да то постигне. Поред њега то су били Јака Лакович, Матјаж Смодиш и Еразем Лорбек.[10] Такође је проглашен за Евролигину звезду у успону за сезону 2016/17., која се додељује најперспективнијим младим играчима узраста до 22 година.[11]
У фебруару је успешно наступао на Купу краља када је освојен трофеј. У финалу је допринео победи свог тима са 9 поена.[12] У априлу је у четвртфиналу Евролиге Реал играо против Дарушафаке и два пута узастопно је изабран за најбољег играча утакмице. Прво 27. априла у трећем мечу, који је завршио са 13 постигнутих поена, 8 скокова и две асистенције.[13] Реал се пласирао на фајнал фор Евролиге у Истанбулу и заузео је четврто место.
Дончић је у мечу против Бетиса 9. маја 2018. године забележио први трипл-дабл у каријери и све без промашеног шута.[14][15]
За сениорску репрезентацију Словеније дебитовао је на Европском првенству 2017. године.[17] Словенија је изборила полуфинале на том такмичењу победом против Летоније. Најефикаснији у свом тиму био је Дончић са 27 поена и 9 скокова.[18] У полуфиналу Словенци су победили Шпанију и освојили прву историјску медаљу, а Дончић је остварио дабл дабл учинак 11 поена, 12 скокова и 8 асистенција.[19] У финалу је Словенија савладала Србију и тако постала по први пут у својој историји шампион Европе. Дончић је у финалној утакмици имао 8 поена и 7 скокова али је због повреде меч напустио у трећој четвртини.[20] Дончић је уврштен у идеални тим Европског првенства.[21]