На иконе «Собор новых мучеников и исповедников Российских» (2002 г., иконописец Н.В. Масюкова, церковь святителя Тихона в городе Московский) Лука изображён в крещатом саккосе, омофоре, с непокрытой головой, с Евангелием в руках. Примеры изображения Луки есть и в монументальной живописи. Величественный мозаичный образ святого создала Ольга Дрёмина для храма во имя Луки в Сургуте (2010 г.). На его фасаде, над порталом, Лука вместе с целителем Пантелеимоном предстоит тронному образу Спасителя. Святой показан в полный рост, в повороте на три четверти ко Христу. На нём митра, алая мантия со скрижалями, синяя риза, поверх которой белый омофор спускается двумя широкими лентами, панагия и нагрудный крест, в левой руке – архиерейский посох. Подпись: «Исповедник архиепископ Лука». Образ Луки включён в роспись церкви апостолов Петра и Павла в Ясеневе в Москве (2004 г.), на святителе саккос с белыми и красными клетками, светлый омофор, митра, двумя руками он держит Евангелие. Художник Ирина Владимировна Гайдук создала живописный образ святого (2014 г.) в традициях духовного портрета. Лука изображён погрудно, в круглых очках, у него седые волосы до плеч, раздвоенная борода. На тёмной рясе – золотая круглая панагия с образом Божьей Матери «Одигитрия» в обрамлении зелёных и красных камней. Прижизненный бюст Луки был выполнен в 1946 г. скульптором Михаилом Петровичем Олениным (Музей истории хирургии при Институте имени Н.В. Склифосовского). Скульптурные изображения Луки представлены в городах России и Украины: бюст в Переславле-Залесском; барельеф в церкви святого Иоанна Предтечи в Керчи, где крестили будущего святителя; бюст в городе Саки; бюст в селе Деньги Черкасской области (Украина), где он работал. Выразителен памятник Луки в Красноярске, установленный в 2002 г. на площади перед архиерейским домом (ул. Горького, 27). Скульптор Борис Ильич Мусат изобразил Луку как епископа и как ссыльного: Лука сидит на телогрейке арестанта, постеленной на скамью, склонив голову, ладони рук плотно сжаты и подняты на уровень груди; у него бриллиантовый крест на клобуке за особые заслуги перед церковью, панагия. Бюст Луки установлен в Национальном медико-хирургическом центре имени Николая Ивановича Пирогова и Институте имени Н.В. Склифосовского города Москвы, на фасаде госпиталя в Красноярске (ул. Ленина, 114) помещён барельеф. Несколько скульптурных изображений священноисповедника есть также в Симферополе: бюст в военном госпитале и ростовой памятник работы скульптора Ю.Г. Пустовита, представляющий Луку в архиерейском облачении, правой рукой он благословляет, в левой – пастырский жезл (Совнаркомовский пер., 3).