Luke a grandi à Leesburg. À l'âge de quatorze ans, ses parents lui achètent sa première guitare, et après avoir appris à en jouer, il intègre divers groupes locaux et commence à jouer dans des clubs[3]. Après l'obtention de son diplôme, Bryan prévoit de déménager à Nashville. Son départ sera retardé par le décès de son frère Chris le jour même de son départ. Il a étudié à la Georgia Southern University et est membre de la Sigma Chi Fraternity[4].
Il s'installe à Nashville le 1er et obtient un contrat en tant que compositeur dans les deux mois qui suivent. Parmi ses premières créations, le titre phare de l'album de 2005 de Travis Tritt ; My Honky Tonk History[5].
Luke Bryan épouse Caroline Boyer, membre de la sororité Alpha Delta Pi, le .
Un A&R représentant le label Capitol Records voit Bryan jouer dans un club et lui fait signer un contrat d'enregistrement. Son premier single, All My Friends Say, a été diffusé au début de l'année 2007. L'artiste country Billy Currington fait à cette époque une belle ascension dans le classement country avec la chanson Good Directions, qui a également été écrite par Bryan. "Good Directions" a passé trois semaines à la première place du Billboard US Hot Country Songs, alors que All My Friends Say a atteint la cinquième place. En , le premier album de Bryan pour Capitol, intitulé I'll Stay Me est sorti. Suivront les singles We Rode in Trucks et Country Man.
Le , il voit la naissance de son premier fils Thomas Boyer "Bo" Bryan[6].
En , il sort un EP exclusif sur iTunes intitulé Spring Break with all My Friends qui comporte deux nouvelles chansons, Sorority Girls et Take My Drunk Ass Home, ainsi qu'une version acoustique de All My Friends Say. Après cet EP, il sort son quatrième single, I Do, qui figure sur son deuxième album, Doin 'My Thing. Bryan a écrit la chanson avec Charles Kelley et Dave Haywood de Lady Antebellum. La chanteuse du groupe, Hillary Scott fait d'ailleurs les chœurs sur ce titre[7]. Le second single, Rain Is a Good Thing est sorti le , et est devenu en juillet, son premier numéro un sur le Billboard. Le , il célèbre la naissance de son deuxième fils baptisé Christopher Bryan Tatum[8].
Le troisième single de l'album Doin 'My Thing est Someone Else Calling You Baby. Il a été diffusé le , et a également atteint le top du classement en .
Il a été choisi pour chanter l'hymne américain lors de la cérémonie d'ouverture du Super Bowl LI qui a eu lieu le à Houston, Texas.
Le , Luke est confirmé pour devenir le 2e juge de American idol pour la saison 16 en 2018.
↑(en) Joel Whitburn, Hot Country Songs 1944 to 2008, Menomonee Falls, Record Research, Inc, , 7e éd., 669 p. (ISBN978-0-89820-177-2, LCCN2010561931), p. 68