Sachverhalt: A. Das Kriminalgericht des Kantons Luzern sprach X._ am 10. April 2014 des versuchten Raubes, der mehrfachen Freiheitsberaubung, der einfachen Körperverletzung, der Drohung und des Hausfriedensbruchs schuldig. Es verurteilte ihn zu einer Freiheitsstrafe von 2 Jahren und 3 Monaten und gewährte ihm im Umfang von 21 Monaten den bedingten Vollzug. Es verpflichtete ihn unter solidarischer Haftung mit allfälligen weiteren Tätern A._ eine Genugtuung von Fr. 5'000.-- zzgl. Zins und C._ eine Genugtuung von Fr. 2'500.-- zu bezahlen. Im Übrigen verwies es die Zivilforderungen auf den Zivilweg. B. Auf Berufung von X._ und Anschlussberufung der Staatsanwaltschaft sprach das Kantonsgericht Luzern Ersteren am 20. November 2015 vom Vorwurf des versuchten Raubes und vom Vorwurf der einfachen Körperverletzung zum Nachteil von C._ frei und stellte das Strafverfahren wegen Hausfriedensbruchs ein. Es verurteilte ihn wegen mehrfacher Körperverletzung nach Art. 123 Ziff. 1 Abs. 1 StGB zum Nachteil von A._ und B._, mehrfacher Freiheitsberaubung nach Art. 183 Ziff. 1 Abs. 1 StGB und mehrfacher Drohung nach Art. 180 Abs. 1 StGB zu einer Freiheitsstrafe von 20 Monaten, davon 14 Monate mit bedingtem Vollzug. Zudem verpflichtete es diesen unter solidarischer Haftung mit allfälligen weiteren Haftpflichtigen A._ und C._ je eine Genugtuung von Fr. 2'500.- (zzgl. Zins) zu bezahlen. Dem Urteil liegt folgender Sachverhalt zugrunde: A._, B._ und Y._ beabsichtigten als Geschäftspartner den Aufbau eines zahntechnischen Labors in der Schweiz. Z._, Lebenspartnerin von Y._, hätte in der Zahnarztpraxis D._ AG von A._ und B._ ihre in Deutschland begonnene Lehre beenden und anschliessend dort arbeiten können. In der Folge entstanden zwischen den Parteien Unstimmigkeiten und es wurde beschlossen, die Gründung einer gemeinsamen Gesellschaft abzubrechen. Am 6. Juni 2011 gelangten Y._ und Z._ um ca. 19:45 Uhr zusammen mit einer dritten Person in die Zahnarztpraxis der D._ AG in Luzern. Nachdem eine Einigung nicht zustande gekommen war, eskalierte die Angelegenheit. A._ und B._ wurden geschlagen und getreten und wie C._, die später hinzugekommen war, gefesselt. Die Täter hatten die Absicht, verschiedene Gegenstände aus der Zahnarztpraxis wie etwa einen Sandstrahler und einen Keramikofen an sich zu nehmen. Z._ begab sich schliesslich zusammen mit der dritten Person nach Hünenberg, um eine CNC-Fräse, welche Y._ ebenfalls für sich zu Eigentum beanspruchte, abzutransportieren. Das Kantonsgericht hält für erwiesen, dass es sich bei X._ um die dritte Person handelt, welche sich ebenfalls am Vorgehen von Y._ und Z._ gegen A._, B._ und C._ beteiligte. C. X._ beantragt mit Beschwerde in Strafsachen, das Urteil vom 20. November 2015 sei aufzuheben und er sei freizusprechen. Eventualiter sei die Sache zur neuen Beurteilung an die Vorinstanz zurückzuweisen. Er ersucht um unentgeltliche Rechtspflege.