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Luiz Guilherme Castro de Melo, nascido em 07 de junho de 1996, iniciou sua carreira no futebol nas categorias de base do Clube Atlético Mineiro.
O atacante se destacou nas categorias de base do Galo, sendo promovido ao time principal em 2016. No entanto, não conseguiu se firmar na equipe e foi emprestado ao América Mineiro em 2017.
No América Mineiro, Luiz Guilherme teve mais oportunidades e marcou 5 gols em 23 partidas. Seu desempenho chamou a atenção do Atlético Mineiro, que o reintegrou ao elenco em 2018.
Apesar de retornar ao Galo, Luiz Guilherme não conseguiu se firmar como titular. Ele fez apenas 10 partidas pelo clube em 2018 e foi novamente emprestado, desta vez ao Oeste.
No Oeste, Luiz Guilherme teve uma passagem discreta, marcando apenas 1 gol em 12 partidas. Após o término do empréstimo, ele retornou ao Atlético Mineiro em 2019.
Em 2019, Luiz Guilherme deixou o Atlético Mineiro em definitivo. Ele assinou com o Botafogo-SP, onde atuou por uma temporada antes de se transferir para o São Bento em 2020.
Atualmente, Luiz Guilherme Castro de Melo joga pelo São Bento, na Série B do Campeonato Brasileiro.