La strada che corre parallela al porticato di San Luca, nel tratto in salita, è stata spesso affrontata da corse ciclistiche. In particolare, negli ultimi anni costituisce la difficoltà finale del Giro Dell’Emilia, che la percorre per quattro volte.
Nel 1956 invece vi si è svolta una cronoscalata del Giro D’Italia (vinta da Charly Gaul); nel 1984 vi è stato posto l'arrivo di una tappa in linea del Giro D’Italia vinta da Moreno Argentin.
Nel 2009 il Giro D’Italia del Centenario ha toccato San Luca in occasione della 14a tappa, vinta da Simmon Gerrans.
La salita inizia al Meloncello (55 s.l.m.): da qui al santuario sono circa 2 km, con una pendenza media del 10,8% e massima intorno al 18%. Il tratto più ripido si incontra a metà salita, poco dopo il punto in cui la strada passa sotto il colonnato (la curva è nota come delle orfanelle, in quanto antistante a un ex orfanotrofio femminile). La quota di arrivo è di 270 s.l.m. mentre il dislivello è di 215 m.
Si può salire al santuario anche per la strada che ascende per il lato opposto del colle (via Casaglia). Questo versante è più lungo, ma decisamente più agevole.
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