Né à Chauny en France, Théo Sainte-Luce commence le football dans le club local du FC Vendeuil et joue ensuite pour l'US Chauny avant d'être formé par le Nîmes Olympique, qu'il rejoint en 2014[1] où il continuera sa formation. Il joue son premier match en professionnel le 9 avril 2019, lors d'une rencontre de Ligue 1 face au Stade rennais FC. Il entre en jeu à la place de Denis Bouanga et son équipe s'impose par trois buts à un[2].
Il découvre ensuite la Ligue 2 avec le Nîmes Olympique. Il joue son premier match dans cette compétition le 24 juillet 2021, lors de la première journée de la saison 2021-2022 contre le SC Bastia. Il est titularisé ce jour-là et les deux équipes se neutralisent (1-1)[4].
Montpellier HSC
Le , le Montpellier HSC annonce le recrutement de Théo Sainte-Luce pour la saison à venir[5],[6].
Sainte-Luce retrouve ainsi la Ligue 1, étant titularisé dès la première journée de la saison 2022-2023, contre l'ES Troyes AC le . Il se fait remarquer ce jour-là en inscrivant son premier but en Ligue 1 et donc pour le MHSC, en ouvrant le score et participant ainsi à la victoire de son équipe par trois buts à deux[7],[8]. Alors qu'il enchaîne les matchs en tant que titulaire, Sainte-Luce se blesse gravement lors de la cinquième journée, et une victoire contre l'AC Ajaccio le (2-0 score final)[9]. Sorti au bout de huit minutes de jeu, le défenseur est victime d'une rupture des ligaments croisés et son absence est estimée à plusieurs mois[10].
Sainte-Luce fait son retour à l'entraînement collectif après sa longue blessure le 8 mars 2023[11] et dix jours plus tard il est dans le groupe de l'équipe première pour un match face au Clermont Foot 63[12]. Il rejoue finalement avec le MHSC le 7 mai 2023, en entrant en jeu lors d'une rencontre de Ligue 1 perdue sur la pelouse de l'Olympique lyonnais (5-4 score final)[13].
Le 22 novembre 2023, un peu plus d'un an après son arrivée au club, Théo Sainte-Luce prolonge son contrat au MHSC, étant désormais lié au club jusqu'en juin 2027[14],[15].