Люк Кънингам Уилсън е роден на 21 септември 1971г. в Далас, Тексас, САЩ. Баща му е рекламен агент, а майка му фотограф, има двама по-големи братя Андрю и Оуен. В последстие и тримата стават актьори. Люк открива , че иска да играе докато учи в колежа Оксидентал.
Там първоначално проявява интерес към спортния факултет отколкото към драматичния, но бързо променя мнението си. През 1993 г. двамата с брат му Уил се снимат в късометражката на Уес Андерсън “Bottle Rocket”.
Филмът е показан на фестивала в Сънданс, където привлича вниманието на Джеймс Брукс, който три години по-късно го превръща в пълнометражен филм. Люк Уилсън се премества в Холивуд, живее заедно с двамата си братя и Уес. Същата година се снима и в “Telling Lies in America” (1997).
Предстоят му две много натоварени с работа години. Снима се в три големи комедии “Best Men” (1997), “Bongwater” (1997) и “Home Fries” (1998) в последните два патньорка му е Дрю Баримор. Отношенията им от професионални се превръщат и в лични. Следват “Dog Park” (1998) на канадския режисьор Брус Макълоу, “Ченгето в мен” (1999), където играе с Мартин Лорънс и “Kill the Man” (1999). “Веселата” серия продължава с хитовете “Ангелите на Чарли” (2000) и “Професия блондинка” (2001). Изведнъж обаче Люк прави рязък завой в жанрово предпочитаните от него заглавия.
Приема да участва в “Preston Tylk” (2000) и “Чистилището: Soul Sutvivors" (2001) за да дойде момента, в който да покаже истинския си талант като Ричи в “Кланът Таненбаум” (2001), в който отново работи отново с брат си и Уес Андерсън. Люк и Уил Уилсън имат възможност да изиграят братята Малой в “Бандата на Оушън” (2003), но предпочитат да се снимат в “Кланът...”.