Zu Beginn seiner Karriere war Luke Roberts zunächst auf der Bahn erfolgreich. Als Junior wurde er 1994 mit dem australischen Team Bahnweltmeister in der Mannschaftsverfolgung. Diesen Erfolg wiederholte er 1995 und wurde außerdem Juniorenweltmeister in der Einerverfolgung. Im Erwachsenenbereich wurde er drei Mal Weltmeister in der Mannschaftsverfolgung: 2002 in Kopenhagen, 2003 in Stuttgart und 2004 in Melbourne.