Udo Lattek – a VfL Osnabrückkel az élvonalban eltöltött egy évet (1962–63) leszámítva – alacsonyabb osztályú csapatokban futballozott, edzői pályafutását iskolai tanárként kezdte. 1965-ben a DFB felkérésére a nyugatnémet ifjúsági válogatott mellett vállalt munkát, az 1966-os világbajnokságon pedig Helmut Schön stábtagjaként vett részt, a nemzeti csapattal ezüstérmet szerzett.
1970-ig segítette Schön munkáját a nationalelfnél, majd márciusban váratlanul, 35 évesen, klubedzői tapasztalat nélkül átvette a Bayern München edzéseinek irányítását. 1972-ben, 1973-ban és 1974-ben német bajnokságot, 1971-ben kupát nyert a bajorokkal, 1974-ben BEK-győzelemre vezette a klubot. A Bayern a brüsszeli Heyselben Georg Schwarzenbeck góljával a 120. percben mentette megismételt mérkőzésre az Atlético Madrid elleni döntőt (1–1), amelyen fölényesen, 4–0-ra diadalmaskodott két nappal később.
1975 januárjában Latteket menesztették a Bayerntől, a következő idényben már a Borussia Mönchengladbach edzője volt. A Gladbachhal két német bajnokságot (1976, 1977), illetve UEFA-kupát (1979) nyert.
1979 és 1981 között a Borussia Dortmundnál edzősködött, majd 1981 és 1983 között a Barcelonánál vállalt munkát, bemutatására és első edzésére 45 ezer szurkoló látogatott ki. A Barcelonával nem nyert ugyan spanyol bajnoki címet, európai kupát viszont igen: KEK-diadallal tette teljessé kollekcióját. 1983-ban visszatért a Bayernhez, amellyel újabb sikereket (1985, 1986 és 1987 – bajnoki cím, 1984, 1986 – kupagyőzelem) aratott. Kis híján nyert egy újabb BEK-et is, ám az 1987-es fináléban a portugál FC Porto emlékezetes meccsen 2–1-re legyőzte a münchenieket.
Lattek ezt követően háttérmunkákat vállalt, 1987 és 1991 között az 1. FC Köln sportigazgatójaként dolgozott (egy mérkőzésre megbízott edzőként visszatért a kispadra), 1992–1993-ban pedig a Schalkénél tevékenykedett. Utoljára a Borussia Dortmundnál edzősködött, amikor 2000-ben megmentette a kieséstől a BVB-t.
Az európai klubfutball történetében Udo Latteken kívül csak az olasz Giovanni Trapattoni mondhatja el magáról, hogy csapatával edzőként elhódította mindhárom nagy kontinentális trófeát (BEK, KEK, UEFA-kupa). Lattek személyében a német futballélet történetének legeredményesebb klubedzőjét gyászolja; nyolc bajnoki címénél egyetlen tréner sem nyert több aranyat a Bundesligában (Ottmar Hitzfeld hét, Hennes Weisweiler négy bajnoki elsőséggel dicsekedhet).