Lukáš Trefil, der Mitglied im TJ Dukla Praha ist, nahm an zwei Olympischen Spielen teil. Sein Debüt erfolgte anlässlich der Spiele 2012 in London, bei denen er neben Daniel Havel, Jan Štěrba und Josef Dostál zum tschechischen Aufgebot im Vierer-Kajak gehörte. In ihrem Vorlauf verpassten sie nach 2:54,267 Minuten als Zweite hinter Ungarn knapp die direkte Finalqualifikation, mit einem dritten Platz im ersten Halbfinallauf gelang diese dann aber doch noch. Im Endlauf überquerten die Tschechen schließlich nach 2:55,850 Minuten erneut als Dritte die Ziellinie, hinter den siegreichen Australiern und erneut hinter der ungarischen Mannschaft, womit Trefil, Havel, Štěrba und Dostál die Bronzemedaille gewannen. Bei den Olympischen Spielen 2016 in Rio de Janeiro gehörte Lukáš Trefil erneut zur Besetzung des Vierer-Kajaks, der wie schon 2012 von Daniel Havel, Jan Štěrba und Josef Dostál komplettiert wurde. Als Gewinner ihres Vorlaufs qualifizierten sie sich direkt für den Endlauf und beendeten diesen wie vier Jahre zuvor auf Rang drei. Mit 3:05,176 Minuten Rennzeit blieben sie drei Sekunden hinter den siegreichen Deutschen, während sich die eine Zehntelsekunde schnelleren Slowaken gegen die Tschechen im Kampf um Silber durchsetzten.