Родился 24 августа 1928 в с. Хриповка Городнянского района Черниговской области Украины. Украинец.
Родители: отец — Григорий Максимович (1905—1983), мать — Наталья Александровна (1905—1993). Жена: Надежда Ивановна (род. 1943).
В 1944—1953 служил в Советской армии, в 1953 вступил в КПСС и поступил в Московский университет им. Ломоносова.
По окончании университета с 1958 работал штатным пропагандистом Радеховского райкома КПСС, с 1959 — работник адвокатуры Глинянского района Львовской области. Здесь он создаёт оппозиционный по отношению к советской власти «Украинский рабоче-крестьянский союз» («Українська Робітничо-Селянська Спілка»), выступавший за конституционное отделение Украины от СССР. За это в январе 1961 он исключается из КПСС и приговаривается к расстрелу «за антисоветскую агитацию и пропаганду». Однако приговор заменяется тюремным заключением сроком на 15 лет.
В 1976 Левко Лукьяненко вышел на свободу и стал одним из основателей «Украинской хельсинкской группы». В следующем году он был снова арестован и приговорён к 10 годам тюремного заключения и 5 годам ссылки. В 1988 Левко Лукьяненко вышел на свободу. Таким образом он провёл 26 лет своей жизни в заключении.
30 марта 1990 Левко Лукьяненко был избран 54,00 % голосов (при 8 претендентах) депутатом Верховной рады Украины от Железнодорожного (№ 196) избирательного округа.
29 апреля 1990 Левко Лукьяненко с группой своих соратников создал Украинскую республиканскую партию (УРП), главой которой он был избран.
1 декабря 1991 он участвовал в президентских выборах. За него проголосовал 1 432 556 человек (4,49 %).
В 1992—1994 Левко Лукьяненко был послом Украины в Канаде. В связи с этим он не выдвигал свою кандидатуру на пост главы УРП (в 1992 был очередной съезд УРП). Однако он остался влиятельным членом партии, будучи избран почётным главой УРП.
27 марта 1994 Левко Лукьяненко был избран 62,06 % голосов (при 5 претендентах) депутатом Верховной рады от Нововолынского (№ 68) избирательного округа.
На парламентских выборах 29 марта 1998 Левко Лукьяненко участвовал под номером 1 избирательного списка блока партий «Национальный фронт». Блок не преодолел четырёхпроцентный барьер, и Левко Лукьяненко в парламент не прошёл.
4 ноября 2000 почётный глава УРП Левко Лукьяненко был избран полноправным главой этой партии.
Впоследствии УРП вошла в избирательный блок БЮТ и на парламентских выборах 31 марта 2002 Левко Лукьяненко выступал в списке БЮТ под номером 5. Таким образом он в третий раз прошёл в парламент. Так как в мае 2002 УРП слилась с УНП «Собор», Левко Лукьяненко стал заместителем главы новой партии Украинская республиканская партия «Собор».
После отставки правительства Юлии Тимошенко 8 сентября 2005 УРП «Собор» раскололась на сторонников дальнейшего сотрудничества с Юлией Тимошенко, которых возглавлял Левко Лукьяненко, и сторонников сближения с НСНУ, возглавляемых главой партии Анатолием Матвиенко. В итоге Левко Лукьяненко с группой единомышленников, представителей УРП первого поколения, покинул партию и спустя некоторое время был включён в избирательный список БЮТ под номером 6 как беспартийный. По результатам парламентских выборов 26 марта 2006 Левко Лукьяненко в четвёртый раз стал депутатом Верховной рады Украины.
28 мая 2006 по инициативе Левко Лукьяненко в Киеве прошёл «Учредительный съезд возрождения УРП». Была создана Украинская республиканская партия Левка Лукьяненко (зарегистрирована 22 декабря 2006), почётным главой которой он и стал.
27 июля и 3 августа 2006 Левко Лукьяненко принимал участие в круглом столе по поводу Универсала национального единства.
16 июня 2007 вышел из Верховной рады по собственному желанию.
В своей автобиографической книге «Исповедь в камере смертника» Левко Лукьяненко указывает на то, что родился он не в 1927, как сообщают все официальные документы, а в 1928. Путаница произошла из-за того, что когда Левка Лукьяненко брали в армию, ему ещё не было 16-ти лет, но он не смог этого доказать ввиду отсутствия документов. Позже он решил не настаивать на настоящей дате рождения, чтобы демобилизоваться вместе с рождёнными в 1927.
Левко Лукьяненко считает, что русские — неевропейский народ, а «империя массово завозила московитов на Украину для размывания генетического кода украинцев». Он выступает против распространения российских и еврейских СМИ, против присутствия русского языка на Украине, против назначения русских на высшие государственные посты (в частности против назначения русской Раисы Богатырёвой на пост главы СНБОУ), против браков украинок с представителями других рас (в противном случае она обязана уехать из Украины), против миграции на Украину «цветных».
В 2010 году потребовал запретить морякам ЧФ РФ в Севастополе покидать воинские части без визы, хотя между Украиной и Россией безвизовый режим.