Любослав Младенов Пенев е роден на 31 август 1966 в Добрич. Пенев е юноша на ЦСКА където дебютира и в професионалния футбол през 1984. С ЦСКА Пенев печели шампионската титла два пъти (1987 и 1989) и купата на България три пъти (1987, 1988 и 1989). През 1989 година, едва 23-годишен, става играч на испанския гранд Валенсия. Избран за най-добър футболист на България за 1988. Има 62 мача и 13 гола занационалния отбор. През 1989 той преминава във испанската Примера Дивисион. В Испания Пенев играе за: Валенсия, Атлетико Мадрид, СД Компостела и Селта Виго. Най-силното му представяне в Испания е през сезон 1995-1996 с Атлетико, когато клубът става шампион и печели испанската купа. Пенев е най-добрият реализатор на отбора вкарвайки 22 гола в 44 мача.Пенев участва в състава на националния отбор на ЕВРО96 в Англия и на Световното през 1998 във Франция.

През 1999 прекратява кариерата си като футболист и се завръща в ЦСКА като президент на отбора като заема този пост до 2001. През 2001 отново облича фланелката на ЦСКА и заедно с Йордан Лечков са най-добрите футболисти в отбора. Пенев завършва сезона с екипа на Локомотив (Пловдив) след което се отказва от футбола отново. Треньорската кариера на Любослав Пенев започва в средата на август 2008 г. когато е назначен заедно с Пламен Марков за помощник треньор на националният отбор, където Любо остава до уволнението на Марков в началото на 2009. На 5 март 2009 е назначен за старши треньор на ЦСКА на мястото на чичо си Димитър Пенев. През 2009г. Пенев успява да класира ЦСКА в новосформираната Лига Европа.

От 03.09.2010г. Любослав Пенев  е старши треньор на Литекс.