Esordisce nel 1988 con Domani Accadrà, prodotto dalla Sacher Film di Nanni Moretti ed Angelo Barbagallo. Regista di film, ed occasionalmente di pubblicità e teatro, è noto in Italia e all’estero per le sue opere cinematografiche come Il Portaborse, La Scuola, e altri tra i quali Mio fratello è figlio unico, La Nostra Vita, Anni felici, Dillo con parole mie, ed il televisivo Chiamatemi Francesco distribuito in tutto il mondo come Netflix Original. Tra gli ultimi film realizzati Io sono tempesta, Momenti di trascurabile felicità, Lacci.  Luchetti ha collezionato diversi premi e partecipazioni a decine di festival internazionali, tra cui Cannes, Toronto, Locarno, Tokyo e Venezia. I suoi film hanno collezionato molti riconoscimenti tra i quali spicca la Palma d’Oro ad Elio Germano per La Nostra vita. Come regista o sceneggiatore Luchetti ha vinto cinque David di Donatello, due Globi d’Oro, due IOMA, un Nastro d’Argento e molti altri premi internazionali. Nel 2022 dirige la terza stagione della serie TV italo-statunitense di successo mondiale: L’amica geniale.