Começou a jogar futebol nas escolas do Huracan aos 14 anos, clube pelo qual se estreou na Primera Division contra o Racing Club, ex-clube do seu colega e amigo Lisandro Lopez, em 29 de Abril de 1999. Na sua primeira época como senior o Hucaran foi despromovido à Primera B Nacional, tendo subido logo no ano seguinte. Nestes 3 anos, Lucho jogou 94 jogos contribuindo com 10 golos.
Em 2002 o River Plate contratou-o e conseguiu os seus primeiros títulos ao serviço dos Millonarios em 2003 tendo ganho o Torneio de Clausura, título que viria a repetir no ano seguinte.
O FC Porto já tinha acordado a sua vinda para a Europa no defeso de 2004/2005 mas decidiu deixá-lo no River Plate durante mais uma época. Em 2005/2006 Lucho veio para o FC Porto por €10.25 milhoes, com o clube a ficar com 50% do passe. Mal chegou ao FC Porto impôs-se logo e tornou-se num dos principais responsáveis pela conquista da Bwin Liga a par de Ricardo Quaresma, com 30 jogos e 10 golos. Nessa época ganhou também a Taça de portugal e Supertaça Cândido Oliveira. Já na Liga dos Campeões, a sua primeira experiencia não foi boa, tendo o FC Porto ficado em último lugar na 1ª fase de grupos. Foi eleito o melhor médio ofensivo da Bwin Liga em 2005/2006.
Em 2006/2007 voltou a fazer uma grande época apesar do desgaste que foi o Mundial 2006. Jogou com grande regularidade, com a marca de 30 jogos e 9 golos na Bwin Liga, a qual voltou a ganhar, e 8 jogos e 3 golos na Liga dos Campeões sendo um desses golos considerado um dos melhores da época de 2006/2007.
Na pré-temporada de 2007/2008, enquanto Lucho se encontrava na Copa América 2007, na Venezuela, o Valencia mostrou grande interesse no jogador, seguindo-se o Real Madrid e o Everton. Por sua vez o jogador, que se encontrava de férias na Argentina fez saber que não queria sair do clube. No dia 7 de Agosto o FC Porto acaba com as especulações à volta do jogador e adquire os restantes 50% do passe de Lucho Gonzalez por € 6.65 milhões.
Foi internacional pela Seleção Argentina de Futebol em 38 ocasiões. A sua estreia como internacional deu-se a 31 de Janeiro de 2004 no jogo Honduras 1 a 3 Argentina. A sua prestação no River Plate fez com que ele fosse convocado para a Selecção Argentina para participar nos Jogos Olimpicos de Atenas, competição onde ganhou a medalha de ouro. No ano seguinte, em 2005, participou na Taça das Confederações, na Alemanha, e acabou em 2º lugar perdendo a final com o Brasil. Em 2006 fez o apuramento e participou no Mundial 2006, lesionou-se durante o mundial mas foi ainda a tempo de jogar os Quartos-de-final contra a Seleção Alemã de Futebol mas perderam nas grandes penalidades. Participou também na Copa América 2007, tendo ficado a Argentina em 2º.