Zamieszkał w Pietruszej Woli na Podkarpaciu. W swoim kilkunastohektarowym gospodarstwie założył dziki ogród, nastawiony na maksymalny poziom bioróżnorodności. Prowadzi tam eksperymenty ekologiczne. W ogrodzie w 2015 było ponad 400, a w 2021 już ponad 500 różnych gatunków drzew. Łukasz Łuczaj utrzymuje łąki kośne i pole z ginącymi gatunkami chwastów, a także próbuje odtwarzać naturalne runo leśne w młodych drzewostanach na gruntach porolnych. Jest propagatorem idei dzikiego ogrodu, a także pionierem ruchu dzikich ogrodów w Polsce. Kilka razy w roku prowadzi warsztaty dzikiej kuchni w Rzepniku.
W 2011 podjął pracę jako wykładowca na Uniwersytecie Rzeszowskim, najpierw Zamiejscowego Wydziału Biotechnologii w Weryni URz, a następnie w Instytucie Biologii i Biotechnologii. W 2012 uzyskał w Instytucie Botaniki Polskiej Akademii Nauk stopień naukowy doktora habilitowanego, przedstawiając monografię Dziko rosnące rośliny jadalne użytkowane w Polsce od połowy XIX w. do czasów współczesnych. W tym samym roku objął stanowisko profesora nadzwyczajnego Uniwersytetu Rzeszowskiego. W 2023 otrzymał tytuł profesora nauk ścisłych i przyrodniczych w dyscyplinie nauki biologiczne().