Автомобили были не единственным и далеко не самым главным направлением творчества Луиджи Колани, но в них фантазии дизайнера проявились наиболее ярко. Первой его работой в 1954 г. стал специальный кузов для Fiat 1100, за который он получил международную премию Golden Rose. В 1959 г. Колани создал первый в мире спортивный автомобиль с конструкцией монокока, основанный на серийной BMW 700, а в 1960-1967 гг. выпустил 1700 купе и родстеров Colani GT, построенных на базе Volkswagen с кузовом из стеклопластика. В начале 70-х гг., когда Колани открыл собственную дизайн-студию, были разработаны гоночный болид Eifelland Formula One и обтекаемый футуристический грузовик Colani Truck 2001 (к нему дизайнер возвращался в 2002 и 2006 гг., когда соответственно были представлены концепты Spitzer-Silo Truck и SuperTruck).

В условиях энергетического кризиса работы Колани в области улучшения аэродинамики стали популярными благодаря ощутимому сокращению расхода бензина. В 1981 г. он установил мировой рекорд экономии топлива, построив на базе серийного Citroën 2CV автомобиль с расходом всего 1.7 л/100 км. Колани также стремился найти оптимальную форму для спортивного автомобиля, и в этом достиг не меньшего успеха. В 1991 г. суперкар Lotec Colani Testa D'Oro, изготовленный на платформе Ferrari Testarossa, установил в Бонневилле мировой рекорд скорости для машин с каталитическими нейтрализаторами - 351 км/ч. У Луиджи Колани было и своё оригинальное видение неоклассичекого стиля, получившее воплощение в концепт-карах L'Aiglon (1976), Horch Mega Roadster (1996) и Pierce-Arrow (2007).