Né en 1944, médecin, se présente comme préparateur physique.
Dirige le Centre de médecine sportive de Pise jusqu'en 1999. Cecchini est un ami d'Eufemiano Fuentes, un autre médecin aux pratiques douteuses.
Remporte un contre-la-montre amateur en duo avec Michele Bartoli à plus de 50 km/h de moyenne.
Se fait un nom en préparant Bjarne Riis pour le Tour de France 1996 que celui-ci remporte après une carrière pourtant discrète jusqu'alors.
Confirme la même année en s'occupant des trois premiers de l'épreuve sur route des Jeux olympiques d'Atlanta (Pascal Richard, Rolf Sörensen et Massimiliano Sciandri).
En 1998, la justice italienne découvre son nom sur des documents retrouvés dans la pharmacie Giardini Margherita de Bologne, plaque tournante du trafic de produits dopants en Italie.
Mis en cause au cours d'une conversation téléphonique interceptée entre le médecin de la Kelme, Eufemiano Fuentes, et le coureur de l'équipe Festina Angel Casero.
En 2000, Cecchini accède au podium olympique au travers de la victoire de Tyler Hamilton, lequel déclare : "Grâce aux conseils de Cecchini, je suis bien plus fort, avant j'étais un diesel."
En 2004, l'équipe CSC de Bjarne Riis s'attache ses services. Avec succès puisque Jörg Jaksche remporte aussitôt Paris-Nice.
2006 : année noire pour la médecine sportive ! Son ami le docteur espagnol Eufemiano Fuentes est arrêté dans le cadre de l'opération Puerto. Cecchini se défend de tout lien avec cette affaire. Dans la foulée, il annonce se retirer du cyclisme : "En vingt ans, le cyclisme ne m'a apporté que des tracas. Cette fois j'arrête tout."
Le fabuleux palmarès 2002 du Docteur Luigi Cecchini
Bjarne Riis (coureur professionnel) : "Cecchini, c'est le meilleur entraîneur au monde." (L'Equipe, 07/07/2004, cité par cyclismag.com)
Linus Gerdemann (maillot jaune du Tour de France 2007) : "Il a mis au point une méthode spéciale d'entraînement avec laquelle j'ai très bien démarré. Il favorise l'entraînement avec intervalles et simule les situations de course. J'étais très satisfait de cette collaboration mais je dois maintenant me tourner vers une autre solution." (cyclismag.com - 14/07/2007)