Luca Antonelli (* 11. Februar 1987 in Monza) ist ein italienischer Fußballspieler, der beim italienischen Verein FC Empoli unter Vertrag steht.
Luca Antonelli lernte das Fußballspielen in der Jugend des AC Mailand. Bei den Rossoneri agierte er als Abwehrspieler, später auch als Mittelfeldakteur. Er absolvierte am 23. Dezember 2006 in der Partie gegen Udinese Calcio seine erste und einzige Partie für den AC Mailand. Für die darauffolgende Spielzeit 2007/08 wurde er für die komplette Saison zur AS Bari in die Serie B verliehen. Antonelli bestritt 17 Partien für Bari, in denen ihm sein erstes Ligator gelang. Ende Januar 2008 wurde er an den FC Parma verliehen. Der Verein sicherte sich zudem eine Kaufoption. Der Verteidiger lief bis zum Saisonende in acht Spielen für Parma auf. Der FC Parma erwarb zunächst die Hälfte der Transferrechte, fest verpflichtet wurde der Abwehrspieler im Sommer 2009, nachdem der Aufstieg in die Serie A erreicht wurde. Im Verlauf der Saison 2009/10 gelang dem Abwehrspieler unter Trainer Francesco Guidolin der Sprung in die Stammelf.