Luchetti besuchte von 1980 bis 1982 die „Scuola di Cinema Gaumont“ und legte für die Abschlussprüfung den Kurzfilm "Cccfoxilwes" vor, dem er einen zweiten, im Episodenfilm "Juke box" enthaltenen, folgen ließ. Nach zwei Regieassistenzen für Nanni Moretti erschien 1987 sein Langfilmdebüt, der 1848 in der Toskana spielende vergnügliche "Domani accadrà". Auch "La settimana della sfinge" war eine gelungene Komödie. Nach "Il portaborse", der einen gereiften Luchetti zeigte, und dem unterschätzten "Arriva la bufera" erzielte er mit "La scuola" nicht zuletzt aufgrund der gezeigten darstellerischen Leistungen seinen bis dahin größten Erfolg. 2003 drehte er mit "Dillo con parole miei" wieder eine Komödie, die allerdings fast unbeachtet blieb. "Mio fratello è figlio unico" wurde von Antonio Pennacchis Roman „Il fasciocomunista“ inspiriert und gut aufgenommen. Sein 2010 entstandener Film "La nostra vita" konkurrierte 2010 im Wettbewerb des Festivals von Cannes und brachte Hauptdarsteller Elio Germano dort eine Auszeichnung ein. 2020 wurde "Lacci", die gleichnamige Verfilmung eines Romans von Domenico Starnone, als Eröffnungsfilm der Filmfestspiele von Venedig ausgewählt.