Luca Cordero di Montezemolo nasce a Bologna il 31 agosto 1947. Dal cognome composto si evince subito che le sue sono nobili origini: a seguito dell'abolizione dei titoli e dei privilegi nobiliari sancita dalla costituzione italiana con l'avvento della Repubblica, il cognome "Cordero di Montezemolo" incorpora anagraficamente una parte del titolo nobiliare originale ("di Montezemolo"), aggiunto in seguito all'originale cognome famigliare.

Studia presso l'Università degli studi di Roma "La Sapienza" conseguendo la laurea in Giurisprudenza nel 1971. In seguito studia Diritto Internazionale frequentando la Columbia University di New York.

Il futuro presidente e industriale italiano entra in Ferrari nel 1973 come assistente di Enzo Ferrari; subito ricopre il ruolo di responsabile della Squadra Corse.

E' il 1977 quando lascia la Ferrari per diventare responsabile delle relazioni esterne della FIAT; in seguito sarà amministratore delegato della ITEDI, la holding che controlla il quotidiano "La Stampa" oltre ad altre attività editoriali del Gruppo FIAT.

Diventa poi nel 1982 amministratore delegato della Cinzano International, società dell'Ifi; è anche il responsabile per l'organizzazione della partecipazione all'America's Cup con l'imbarcazione Azzurra Challenge.

Nel 1984 Luca Cordero di Montezemolo è direttore generale del comitato organizzatore dei Mondiali di Calcio di Italia '90.

Torna alla Ferrari nel 1991 in qualità di Presidente e Amministratore delegato, ruolo che ricoprirà a lungo con grande passione sportiva oltre che con saggezza manageriale.

Sotto la sua guida (e quella di Michael Schumacher) la squadra Ferrari di Formula 1 è tornata a vincere il Campionato Mondiale nel 2000, prima volta dal 1979 (nel 1999 la squadra aveva vinto il Campionato Costruttori, prima volta dal 1983).

Nella metà degli anni '90 molto nota è stata la sua relazione con Edwige Fenech.

Nel 2004 il Financial Times cita Montezemolo tra i cinquanta migliori manager al mondo.

E' inoltre fondatore di "Charme", fondo finanziario con il quale ha acquisito "Poltrona Frau" nel 2003 e "Ballantyne" nel 2004.

L'Università degli Studi di Modena gli ha assegnato una Laurea Honoris Causa in Ingegneria Meccanica, e la Fondazione CUOA di Vicenza una in Gestione Integrata d'Impresa.

In passato ha ricoperto gli incarichi di presidente della FIEG (Federazione Italiana Editori Giornali) e degli Industriali della Provincia di Modena, è stato consigliere di amministrazione di Unicredit Banca, TF1, amministratore delegato di RCS Video.

Dal 27 maggio 2003 e fino al marzo del 2008 è Presidente di Confindustria, ruolo che sarà poi occupato da Emma Marcegaglia.

Montezemolo è tuttora presidente della Maserati (dal 1997), presidente della FIAT (dal 2004 al 2010), della Fiera Internazionale di Bologna e della Libera Università Internazionale degli Studi Sociali (Luiss), è consigliere di amministrazione del quotidiano La Stampa, PPR (Pinault/Printemps Redoute), Tod's, Indesit Company, Campari e del Bologna Calcio. E' inoltre imparentato con il cardinale cattolico Andrea Cordero Lanza di Montezemolo, eletto da Papa Benedetto XVI nel 2006.

Nel 2010 lascia la presidenza della Fiat in favore di John Elkann, trentaquattrenne vicepresidente, primogenito di Margherita Agnelli e del suo primo marito Alain Elkann.