Святой Лука родился в христианской семье в городе Адрианополе. Когда мальчику едва исполнилось 6 лет, умер его отец. Мать доверила воспитание сына одному греческому торговцу из Константинополя. Однажды тринадцатилетний Лука устроил драку с мальчиком-турком. Собравшиеся прохожие увидели, что Лука побеждает, и бросились на него с громкими криками, угрожая смертью.

Испуганный мальчик закричал: «Отпустите меня, и я стану мусульманином!» Его поймали на слове, и Лука, силой приведённый служить знатному турку, был обрезан.

Несмотря на заботу хозяев и обещания блестящей карьеры, совесть не давала Луке покоя. Он пренебрегал развлечениями, тайно плача о невозможности покинуть этот дом и избежать порабощения диаволу. Мальчику удалось сообщить опекуну о своём желании сбежать. Тот изложил обстоятельства дела в русском посольстве, надеясь получить там помощь. Но все попытки забрать Луку из дома хозяев оказались тщетными.

Наконец он сам вырвался из-под надзора мусульман и, сменив турецкую одежду на христианскую, сел на корабль, который привёз его в Смирну. Здесь Лука исповедался священнику, и тот посоветовал мальчику отправиться на гору Афон, дабы найти там путь ко спасению. Но в большинстве монастырей Святой Горы его отказывались принять по причине юного возраста. В конце концов в рясофор он был пострижен в обители Ставроникита.

Тем не менее, Лука не мог найти покоя своей душе и подвергался большим искушениям. Он подумал, что потому не может найти удобного для покаяния места на горе, где пребывало столько святых, что Бог требует от него последнего жертвоприношения — мученического, дабы загладить ошибку кровью и очистить совесть.

Духовный отец скита святой Анны, которому он изложил свой замысел, видя его юный возраст и опасаясь нового отречения, попытался отговорить Луку, но тщетно. Тогда он решил испытать мальчика и предложил ему класть по 800 земных поклонов ежедневно и питаться только сухим хлебом и водой. Лука с радостью подчинился этому правилу, постоянно размышляя о славной смерти за Христа.

Получив в итоге благословение предать себя на мученичество, он был облачён в великую схиму и отплыл на остров Митилену вместе с иеромонахом Виссарионом. Ему духовный отец поручил сопровождать Луку и поддерживать вплоть до желанной смерти за Христа.

Со времени прибытия на Митилену Лука чувствовал, как его сердце переполняется радостью и желание мученичества возрастает в нём с каждым шагом при мысли о славной битве, которую незадолго до этого вёл святой мученик Феодор. Бдением и причащением Святых Таин в сельской церкви он должным образом приготовился к подвигу. После этого, надев поверх монашеской рясы мирскую одежду и испросив прощения со множеством слёз у своего спутника и священников той церкви, отправился в местный суд.

Но первая его попытка не удалась, и он, опечаленный, вернулся к Виссариону, сказав: «Отче, огонь Христов не был зажжён!» Однако, воспрянув духом, он снова бросился в битву и отправился к Назир-аге, требуя избавить его от позорной печати обрезания, против воли наложенной на него в детстве.

Когда турки посмеялись над ним, Лука заверил судью, что он в полном рассудке, и убеждал Назир-агу незамедлительно исполнить то, что предписывает в таких случаях мусульманский закон. Его привели без конвоя к дому судьи, где он встретил епископа Митиленского. Архиерей был вызван туда из-за обращения в христианство и бегства одной турецкой семьи. Это событие вызвало ярость захватчиков, поэтому христиане острова пребывали в страхе перед кровавыми преследованиями.

Лука поклонился епископу и попросил помолиться за него, дабы он довёл своё намерение до конца. Несмотря на опасность, епископ приказал отслужить во всех храмах молебен за воина Христова. В то время как христиане пребывали в тревоге, один Лука держался перед судом храбро и уверенно. Три раза его подвергали допросу, и он постоянно выказывал ту же непреклонную решимость отправиться на смертную казнь, с полнейшим пренебрежением относясь к пустым обещаниям плотских наслаждений, которые ему делали турки. Наитием Святого Духа он находил цитаты из Священного Писания, дабы опровергать мусульманское вероучение.

Но особенно потрясало присутствующих полное отсутствие страха у исповедника. Турки оставили его на три дня в тюрьме, ожидая, что он изменит своё решение. Но когда Лука снова предстал перед судьёй, он попросил, как единственную милость, быть казнённым на час раньше, дабы, не медля более, присоединиться к Господу.

Был произнесён смертный приговор, и мученик так быстро направился к месту казни, что оттолкнул одного из своих стражей, который воскликнул: «Ты что, на свадьбу идёшь с такой поспешностью?» Затем Лука попросил дать ему несколько минут и вознёс горячую молитву за всех христиан, в особенности за тех, кто помог ему в обращении. Он посетовал одному бывшему там христианину на свою единственную печаль — что он не был подвергнут пытке.

Встав под виселицей, он позволил захлестнуть верёвку вокруг своего горла в полном спокойствии и, даже не вздрогнув, предал дух Богу. Это случилось в 1802 году.

Три дня его тело оставалось на виселице, и на нём не было никаких ужасных следов мучений. Лука казался спящим, полным Божественной благодати, так что насекомые не дерзали к нему приближаться. Более того, от мёртвого тела исходило сладкое благоухание, свидетельствующее, что Лука находится рядом с Богом. Затем турки бросили тело мученика в пучину, привязав к нему тяжёлый камень. Но, ко всеобщему изумлению, оно явилось на поверхности вод, когда некое судно находилось в опасности из-за сильной бури. Святые останки прибило к берегу, где христиане погребли их с почестями, несмотря на запрещение аги.