Sau khi giã từ sự nghiệp cầu thủ (phần lớn nguyên nhân do chấn thương dai dẳng), Lư Đình Tuấn chuyển qua huấn luyện đội trẻ của Cảng Sài Gòn. Mùa bóng 2007, Lư Đình Tuấn chính thức trở thành huấn luyện viên trưởng của đội Thép Miền Nam Cảng Sài Gòn, sau khi huấn luyện viên Đặng Trần Chỉnh và Võ Hoàng Bửu phải nghỉ do bệnh. Dẫn dắt đội bóng được 2 năm và đội TP.HCM rớt hạng V-League 2009 khiến ông không còn được tin dùng và sau đó ông đến Cần Thơ dẫn dắt đội Cần Thơ thi đấu ở giải hạng nhất vào tháng 9 năm 2009. Tháng 7 năm 2010 nhận lời mời của GĐĐH Nguyễn Chí Kiên ông trở lại dẫn dắt đội TP.HCM và giúp đội trụ hạng ở giải hạng nhất 2010 và sau đó bị đội Cần Thơ khởi kiện vì vi phạm hợp đồng.

Tháng 10/2010 Lư Đình Tuấn được mời làm huấn luyện viên trưởng của đội Sài Gòn Xuân Thành.

Mùa giải 2011 Sài Gòn Xuân Thành đá giải hạng nhất thi đấu tốt và lên hạng trước 5 vòng đấu và chính thức lên hạng từ mùa giải 2011 - 2012 nhưng với chuỗi 3 trận thua liên tiếp và bị sa thải ngày 3/4/2012. Tháng 6 năm 2012 ông được bổ nhiệm làm huấn luyện viên đội U22 Việt Nam tham dự vòng loại U22 châu Á

Mùa giải 2015/2016, đội bóng TPHCM của HLV Lư Đình Tuấn thi đấu tốt,vô địch giải hạng nhất QG trước 3 vòng đấu, đồng thời chính thức thăng hạng V-League 2017

Làm việc tại các đội tuyển quốc gia

Hiện nay, ông đang làm trợ lí Huấn luyện Viên tại U23 Việt Nam và Đội tuyển Việt Nam. Ông đã cùng các thành viên khác trong Ban huấn luyện và các cầu thủ Việt Nam vào đến tận trận chung kết Giải vô địch bóng đá U-23 châu Á 2018, bán kết môn bóng đá nam Đại hội Thể thao châu Á 2018 và vô địch Giải vô địch bóng đá Đông Nam Á 2018.

Chiều ngày 21 tháng 12 năm 2018 tại Văn phòng Chính phủ trong lễ vinh danh đội tuyển Việt Nam vô địch AFF Suzuki Cup 2018, Thủ tướng Chính phủ Việt Nam Nguyễn Xuân Phúc đã trao tặng cho Lư Đình Tuấn Huân chương Lao động hạng ba do Chủ tịch nước Nguyễn Phú Trọng ký quyết định tặng.

Đầu năm 2019, ông cùng Đội tuyển Việt Nam vào đến tận vòng tứ kết Cúp bóng đá châu Á 2019 và đã dừng chân trước tuyển Nhật Bản với tỉ số sít sao là 1-0.