Absolwent studiów solistycznych w Hochschule für Musik und Theater w Monachium oraz studiów mistrzowskich w Conservatoire National Supérieur de Musique et de Danse w Paryżu oraz w Yale University w New Haven.
Jest laureatem wszystkich ogólnopolskich konkursów fletowych oraz zdobywcą czołowych nagród na kilkunastu konkursach międzynarodowych w tym tak prestiżowych jak: 8.Międzynarodowy Konkurs Fletowy im. Jean Pierre Rampala w Paryżu, 3.Międzynarodowy Konkurs Fletowy im. Carla Nielsena w Odense, 1. Międzynarodowy Konkurs Fletowy im. Theobalda Böhma w Monachium oraz 5. Międzynarodowy Konkurs Fletowy im. Leonardo de Lorenzo w Viggiano.
Koncertuje jako solista i kameralista w kraju i za granicą. Współpracuje z wieloma renomowanymi orkiestrami. Jako solista występował m.in.: w Musikverein Goldener Saal oraz Konzerthaus we Wiedniu, Konzerthaus w Berlinie, Gasteig Carl Orff Saal oraz Herkulessaal w Monachium. Grał pod batutą takich gwiazd jak Zubin Mehta, James Levine, Mariss Jansons, Jerzy Maksymiuk czy Jacek Kaspszyk. Jest wielokrotnie zapraszany do wykonania koncertu fletowego Krzysztofa Pendereckiego pod batutą kompozytora.
W 2010 roku Łukasz Długosz miał swój debiut fonograficzny z London Symphony Orchestra z którą nagrał płytę z koncertem fletowym Michaela Colina. Artysta dokonał wielu nagrań archiwalnych, radiowych i telewizyjnych w kraju i za granicą. Jego liczne nagrania płytowe zostały bardzo wysoko ocenione przez krytykę polską i europejską oraz otrzymał szereg nagród fonograficznych w tym nagrodę International Classical Music Award (ICMA).
Jego koncerty były wielokrotnie transmitowane przez najważniejsze rozgłośnie radiowe takie jak: BBC Radio 3, NDR, SWR, BR4, Deutschland Radio Kultur, Polskie Radio 2, Radio France, RMF Classic.
Na swoim koncie ma szereg prawykonań kompozycji polskich i zagranicznych twórców m.in.: Enjott Schneider, Pawła Mykietyna, Grażyny Pstrokońskiej-Nawratil, Piotra Mossa, Michaela Colina, Pawła Łukaszewskiego i wielu innych.
Jest jurorem ogólnopolskich i międzynarodowych konkursów fletowych. Prowadzi kursy mistrzowskie na całym świecie. Reprezentuje Polskę na licznych międzynarodowych konwencjach fletowych.
Łukasz Długosz był dwukrotnie nominowany do Paszportów Polityki oraz nagrody Gwarancje Kultury TVP Kultura. Za swoje osiągnięcia artystyczne otrzymał szereg prestiżowych nagród i stypendiów m.in.: Gasteig Musikpreis, Ministra Kultury i Dziedzictwa Narodowego, Zeit-Preis, Deutsche Stiftung Musikleben.
Za wybitną działalność kulturalną i promocję kultury polskiej Łukasz Długosz został odznaczony medalem Zasłużony Kulturze Gloria Artis.