Бившият нападател има 62 мача за националния отбор на България с 14 гола, а в клубната си кариера той игра в ЦСКА, с който е два пъти шампион и четири пъти носител на националната купа, както и в Локомотив Пловдив, където завърши кариерата си през 2003 година. Пенев прекара 11 сезона в Испания последователно във Валенсия, Алтетико Мадрид, с който спечели дубъл през сезон 1995/1996 с титлата и купата на Испания, Компостела и Селта Виго.
Любослав Пенев е футболист номер 1 на България през 1998 година.
Той е и бивш селекционер на националния отбор на страната.