Tahun 2017, Luca Marini masih membela tim yang sama dan mulai menunjukkan peningkatan performa.
Dia sering masuk sepuluh besar dan berhasil mengakhiri musim 2017 dengan peringkat ke-15 dengan raihan 59 poin.
Baru pada tahun 2018, Luca marini akhirnya pindah ke tim milik kakanya, yakni SKy Racing Team VR46.
Ia meraih podium pertamanya di Moto2 Jerman dan berhasil menang pada Moto2 Malaysia 2018.
Ia juga meraih lima podium dari 19 balapan dan mengakhiri musim 2018 di peringkat ketujuh dengan 147 poin.
Baca Juga: Update Klasemen MotoGP 2020: Fabio Quartararo Dikudeta Andrea Dovizioso, Valentino Rossi Melesat
Pada 2019, ia mengamankan dua kemenangan yakni pada Moto2 Thailand (6/10) dan Moto2 Jepang (20/9).
Tahun 2020, Luca Marini menunjukkan performa yang apik dan namanya semakin santer diisukan untuk naik ke MotoGP.
Saat ini Luca Marini berada di puncak klasemen sementara Moto2 dengan menambah 25 poin setelah kemenangan di Moto2 San Marino 2020.