Kiedy miał 26 lat podpisał kontrakt z Atlético Madryt, gdzie wyrósł na jedną z gwiazd Primera División. Był specjalistą od stałych fragmentów gry i liderem drużyny, która na przełomie lat 60. i 70. trzykrotnie triumfowała w rozgrywkach o mistrzostwo kraju, a w sezonie 1973/1974 dotarła do finału Pucharu Mistrzów, w którym przegrała w dwumeczu (1:1 – strzelił w tym spotkaniu bramkę – i 0:4) z Bayernem Monachium.
W ciągu jedenastu lat rozegrał dla Atlético 265 meczów w lidze, w których zdobył 123 gole. Aragonés, którego madryccy kibice nazywali po prostu Luis, zakończył piłkarską karierę w wieku 37 lat.
Sukcesy piłkarskie mistrzostwo Hiszpanii 1966, 1970 i 1973, Puchar Hiszpanii 1965 i 1972, finał Pucharu Mistrzów 1974 oraz Puchar Interkontynentalny 1974 z Atlético Madryt W 1970 jako zawodnik Atlético Madryt z liczbą 16 goli został królem strzelców Primera División.
W reprezentacji Hiszpanii od 1965 do 1972 rozegrał 12 meczów i strzelił 3 gole. W hiszpańskiej Primera División rozegrał 370 meczów i strzelił 172 gole.