Nacido en la ciudad argentina de Córdoba el 29 de marzo de 2001, Lucas Beltrán se suma a la tradición de grandes futbolistas cordobeses que vistieron la camiseta del Valencia CF, como Mario Kempes o Pablo Aimar. Delantero de carácter competitivo, esfuerzo constante y gran capacidad de definición, su carrera lo llevó desde Argentina a Europa hasta llegar al club de Mestalla.

Beltrán comenzó a dar sus primeros pasos en el fútbol en las divisiones juveniles de Instituto de Córdoba. Su talento llamó la atención rápidamente y en junio de 2016, con apenas 15 años, River Plate invirtió más de un millón de dólares para asegurarse su fichaje, aun sin haber debutado en la máxima categoría. Marcelo Gallardo lo ascendió al primer equipo para la temporada 2018-19 y el 2 de diciembre de 2018 debutó en el triunfo 3-1 frente a Gimnasia y Esgrima La Plata en el Monumental. Su primer gol en la Primera División lo anotó el 11 de abril de 2021 contra Colón de Santa Fe.

En junio de 2021 fue cedido a Colón de Santa Fe para sumar experiencia y minutos. Allí disputó 38 partidos y marcó seis goles, convirtiéndose en delantero titular y participando en la Copa Libertadores, donde el Sabalero alcanzó los octavos de final por segunda vez en su historia. Regresó a River en julio de 2022 y se consolidó como uno de los atacantes de referencia. En octubre firmó una renovación hasta diciembre de 2025 con una cláusula de rescisión de 25 millones de euros. En 2023 celebró el título del Campeonato de Primera División bajo la dirección de Martín Demichelis, siendo además el máximo goleador del equipo con doce tantos.

En agosto de 2023 llegó a Europa al fichar por la Fiorentina de la Serie A italiana por más de 25 millones de euros y con contrato hasta 2028. En sus dos primeras temporadas en Italia jugó 98 encuentros y marcó 16 goles, mostrando regularidad y adaptación en un campeonato exigente. El 1 de septiembre de 2025 se oficializó su cesión al Valencia CF por una temporada. Con su llegada, Beltrán prolonga la huella de los cordobeses en Mestalla.