2003–2015: Jugendzeit und erste internationale Erfolge

Lückenkemper begann nach ihrer Angabe mit sieben Jahren das Laufen. Erste Erfahrungen auf den Mittelstrecken sammelte Lückenkemper beim TuS Ampen. Sie wurde mit zwölf Jahren Zweite der Frauenklasse auf der 5-Kilometer-Strecke des Silvesterlaufes von Werl nach Soest. 2009 wechselte sie zum LAZ Soest und zu Trainer Harald Bottin. Nachdem sie zunächst gute Leistungen im Hochsprung gezeigt hatte, kam 2011 der Durchbruch mit dem Wechsel von der 75-Meter-Strecke auf die 100 Meter.

2012 startete Lückenkemper erstmals international. Bei den Juniorenweltmeisterschaften (U20) in Barcelona war sie mit 15 Jahren die jüngste Teilnehmerin und schaffte es bis ins Halbfinale. 2013 erreichte sie bei den Jugendweltmeisterschaften (U18) in Donezk auf den 200 Metern den fünften Platz. 2014 wurde sie auf der halben Stadionrunde bei den Juniorenweltmeisterschaften (U20) in Eugene (Oregon) Achte und gewann mit der deutschen 4-mal-100-Meter-Staffel mit Lisa Marie Kwayie, Lisa Mayer und Chantal Butzek die Bronzemedaille.

2015 wechselte Lückenkemper den Trainer und wurde fortan von Uli Kunst trainiert. Im selben Jahr wurde sie bei den Junioreneuropameisterschaften (U20) in Eskilstuna Europameisterin auf der 200-Meter-Strecke. Bei den Frauen schaffte Lückenkemper die Norm über 100 Meter für die Weltmeisterschaften in Peking. Mit 11,34 Sekunden verpasste sie knapp das Halbfinale. Mit der deutschen 4-mal-100-Meter-Staffel schaffte sie auf Position drei laufend mit Rebekka Haase, Alexandra Burghardt und Verena Sailer den fünften Platz.

2016–2017: Deutsche Meistertitel und Olympische Spiele in Rio de Janeiro

2016 erfüllte Lückenkemper Mitte Mai beim Sprinter- und Läufer-Meeting in Herzogenaurach die Olympianorm über 100 Meter, Anfang Juni in Regensburg über 200 Meter. In Kassel wurde sie Deutsche Meisterin über 200 Meter und sicherte sich somit wegen der erreichten Norm die Teilnahme an den Olympischen Spielen in Rio de Janeiro. In Amsterdam gewann sie bei den Europameisterschaften über 200 Meter die Bronzemedaille, ebenso mit der Sprintstaffel. Bei den Olympischen Spielen belegte sie mit der deutschen 4-mal-100-Meter-Staffel den vierten Platz. Im 200-Meter-Lauf erreichte sie die Halbfinalrunde.

2017 wurde sie in Leipzig mit persönlicher Bestleistung von 7,14 s Deutsche Hallenmeisterin über 60 Meter und qualifizierte sich für die Halleneuropameisterschaften in Belgrad. Einen weiteren Meistertitel holte sie ebenfalls in Bestzeit von 1:35,41 min mit der Staffel über 4-mal 200 Meter. Im April gewann Lückenkemper gemeinsam mit Lara Matheis, Tatjana Pinto und Rebekka Haase die Silbermedaille in der 4-mal-200-Meter-Staffel in einer Zeit von 1:30,68 min bei den IAAF World Relays 2017 auf den Bahamas. Die Mannschaft setzte sich dabei knapp gegen das Team aus den USA durch. Auf den Start in der später siegreichen 4-mal-100-Meter-Staffel der deutschen Frauen verzichtete die eigentlich fest gesetzte Sprinterin anschließend aufgrund einer Erkältung. Im nordfranzösischen Villeneuve-d’Ascq in der Metropolregion Lille wurde Lückenkemper Team-Europameisterin, beim 100-Meter-Lauf belegte sie den zweiten Platz und siegte mit der 4-mal-100-Meter-Staffel. In Erfurt holte sie im 100-Meter-Lauf in 11,10 s den Deutschen Meistertitel. Den Vorlauf hatte sie trotz eines Stolperers in der Startphase mit persönlicher Bestleistung von 11,01 s gewonnen. Bei den Weltmeisterschaften in London lief sie mit neuer persönlicher Bestleistung von 10,95 s die schnellste Zeit aller Vorläufe und ist damit nach sechs DDR-Sprinterinnen die insgesamt siebte deutsche Sprinterin, die unter elf Sekunden blieb. Als bisher letzte Deutsche war Katrin Krabbe mit 10,99 s (Zwischenlauf: 10,91 s) bei ihrem WM-Titel 1991 in Tokio unter elf Sekunden gelaufen. Im anschließenden Halbfinale wurde Lückenkemper Sechste. Mit der 4-mal-100-Meter-Staffel wurde Lückenkemper bei den Weltmeisterschaften in London zusammen mit Tatjana Pinto, Lisa Mayer und Rebekka Haase Vierte.

2018–2021: Vizeeuropameisterin und COVID-19-Pandemie

2018 konnte Lückenkemper wegen einer nicht komplett überstandenen Reizung im Iliosakralgelenk ihren Titel bei den Deutschen Hallenmeisterschaften 2018 nicht verteidigen. In der Freiluftsaison verteidigte sie ihren Deutschen Meistertitel über 100 Meter und wurde in der 4-mal-100-Meter-Staffel des TSV Bayer 04 Leverkusen mit Yasmin Kwadwo, Jennifer Montag und Mareike Arndt Vizemeisterin. Bei den Europameisterschaften in Berlin erreichte sie mit der Silbermedaille im 100-Meter-Finale ihren bis dato größten Erfolg. Sie musste sich nur Dina Asher-Smith aus Großbritannien geschlagen geben. Zuvor war sie im Halbfinale mit 10,98 s einen Europäischen U23-Rekord gelaufen, den sie im Finallauf einstellte und damit zum dritten Mal unter elf Sekunden blieb. In der Sprintstaffel erreicht sie mit Tatjana Pinto, Lisa Marie Kwayie und Rebekka Haase Bronze. In diesem Jahr wurde Lückenkemper zur Leichtathletin des Jahres gewählt.

2019 plante sie keine richtige Hallensaison, da sie erst Anfang Oktober bei den Weltmeisterschaften fit sein müsse und sie ohnehin kein großer Fan der Hallensaison sei, weil ihr die 60 Meter zu kurz sind. In der Freiluftsaison wurde Lückenkemper Deutsche Vizemeisterin über 100 Meter. Bei den Weltmeisterschaften in Doha schied sie beim 100-Meter-Lauf im Halbfinale aus. Mit der 4-mal-100-Meter-Staffel erreichte sie den Finallauf. Dort belegte sie zusammen mit Jessica-Bianca Wessolly, Yasmin Kwadwo und Lisa-Marie Kwayie den fünften Platz. Im November schloss sich Lückenkemper mit Blick auf die Olympischen Spiele in Tokio der Trainingsgruppe von Lance Brauman in Clermont (Florida) an.

2020 konzentrierte sich Lückenkemper im Olympiajahr ganz auf die Freiluftsaison und trainierte dafür weiterhin in Florida. Die COVID-19-Pandemie durchkreuzte nicht nur ihre Pläne. Mit Trainingsrückstand und einer Muskelverletzung, die sie sich im Juni zugezogen hatte, startete Lückenkemper nur verhalten in die verspätet gestartete Freiluftsaison.

2021 bestritt sie keine Hallensaison und schloss sich zur Vorbereitung auf die Freiluftsaison Mitte Februar wieder ihrer Trainingsgruppe in den USA an. Bei den Olympischen Spielen war sie form- und verletzungsbedingt Ersatzläuferin.

Seit 2022: Europameisterin und Deutschlands Sportlerin des Jahres

2022 im Juni wurde Lückenkemper in Berlin über 100 Meter in 10,99 s Deutsche Meisterin, sie erreichte das erste Mal seit 2018 bei einem Wettkampf wieder eine Zeit unter elf Sekunden. Diese Zeit lag nur vier Hundertstel über ihrer persönlichen Bestzeit. Einen Monat später gewann sie bei den Weltmeisterschaften in Eugene die Bronzemedaille mit der 4-mal-100-Meter-Staffel (Tatjana Pinto, Alexandra Burghardt, Lückenkemper, Rebekka Haase).

Im 100-Meter-Lauf der Europameisterschaften 2022 in München holten Lückenkemper und die neben ihr laufende Britin Daryll Neita die Schweizerin Mujinga Kambundji auf der Ziellinie ein. Die Fotoauswertung sah Lückenkemper in 10,99 s vor der zeitgleichen Schweizerin als neue Europameisterin. Wenige Tage später folgte der zweite Europameistertitel in der 4-mal-100-Meter-Staffel (Alexandra Burghardt, Lisa Mayer, Lückenkemper, Rebekka Haase). Lückenkempers Einsatz in der Staffel war bis kurz vor dem Rennen fraglich gewesen, weil sie im Ziel des 100-Meter-Finales gestürzt war und sich eine tiefe Wunde am Knie zugezogen hatte, die noch in derselben Nacht mit acht Stichen genäht werden musste. Im Dezember desselben Jahres wurde Lückenkemper zu Deutschlands Sportlerin des Jahres gewählt.

Am 8. Juli 2023 startete Lückenkemper bei den Deutschen Meisterschaften in Kassel. Das Finale im 100-Meter-Lauf gewann sie mit deutlichem Vorsprung vor Chelsea Kadiri und Sina Mayer in einer Zeit von 11,03 s und sicherte sich die Goldmedaille. Einen Tag später gewann Lückenkemper zusammen mit Leonie Kluwig, Michelle Janiak und Nadine Reetz für den SCC Berlin mit der 4-mal-100-Meter-Staffel ihre zweite Goldmedaille bei den Meisterschaften.

Bei den Weltmeisterschaften in Budapest im August 2023 schied Lückenkemper beim 100-Meter-Lauf im ersten Halbfinale aus.