Майами Марлинс
В 2011 году Кастильо в статусе международного свободного агента подписал контракт с «Сан-Франциско Джайентс». В фарм-системе команды он провёл два года, а в декабре 2014 года был обменян в «Майами Марлинс». В июле 2016 года клуб планировал обменять Луиса в «Сан-Диего Падрес» на Колина Рея, но переход сорвался из-за травмы последнего.