ルイス・ディアスは1997年1月13日、コロンビアのラ・グアヒラ州バランカス生まれ。地元のバランキージャでプロキャリアをスタートさせ、アトレティコ・フニオルのトップチームに昇格。2018年シーズンには16ゴールを挙げるなど頭角を現し、国内タイトルも経験した。
2019年にポルトガルのポルトへ移籍（移籍金700万ユーロ）。3シーズンでプリメイラ・リーガ2度制覇、タッサ・デ・ポルトガル優勝など複数のタイトルに貢献した。2021-22シーズン前半だけでリーグ14ゴールを記録したことが評価され、2022年1月にプレミアリーグのリバプールへ推定4500万ユーロで移籍した。
リバプールでは加入初シーズンにEFLカップとFAカップを制覇し、FAカップ決勝ではマン・オブ・ザ・マッチに選ばれた。2024-25シーズンにはプレミアリーグ優勝を達成し、自身最多となる17ゴールを記録。コロンビア人として史上2人目のプレミアリーグ優勝者となった。左ウィングとして、スピードと積極的なドリブル、そして高いプレッシングが持ち味の選手だ。
2025年夏、推定7500万ユーロでバイエルン・ミュンヘンへ移籍。ブンデスリーガにおけるチームの主要な攻撃力として期待されている。コロンビア代表としては2018年にA代表デビューを果たし、60キャップ以上を獲得。2021年コパ・アメリカでは得点王を獲得し、チームの3位入賞に貢献。2024年大会では決勝進出を経験した。