В 1944—1953 служил в Советской армии, в 1953 вступил в КПСС и поступил на юридический факультет Московского университета им. Ломоносова, специальность «Правоведение».
С 1959 года — 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-го его исключают 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 года Левко Лукьяненко был избран 54,00 % голосов (при 8 претендентах) депутатом Верховной рады Украины от Железнодорожного (№ 196) избирательного округа.
29 апреля 1990 года Левко Лукьяненко с группой своих соратников создал Украинскую республиканскую партию (УРП), главой которой он был избран.
В 1991 году участвовал в выборах президента Украины. Набрал 4,49% голосов пришедших на выборы избирателей.
1992-1994 гг. - посол Украины в Канаде.
1994-1998 гг. - народный депутат Украины II созыва от одного из округов Волынской области.
Участвовал в выборах Верховной Рады 1998 года (№1 блока Национальный фронт). Политсила не преодолела 4-процентный проходной барьер.
С 2000 года - председатель УРП.
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 года 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.
15 июня 2007 года сложил депутатский мандат по собственному желанию.
Умер в реанимации в Киевской больнице 7 июля 2018 года после продолжительной болезни.
В 2010 году потребовал запретить морякам ЧФ РФ в Севастополе покидать воинские части без визы, хотя между Украиной и Россией безвизовый режим.
09.07.2018