(Strafverfahren), hat sich ergeben:
A.- Die Strafverfolgungsbehörden des Kantons Luzern führen ein Strafverfahren gegen X._ wegen Widerhandlungen gegen das Betäubungsmittelgesetz. Das Oberge- richt des Kantons Luzern sprach X._ am 20. Juni 2000 in zweiter Instanz schuldig der Widerhandlung gegen <ref-law>, begangen als schwerer Fall nach <ref-law>. Es bestrafte ihn mit 15 Monaten Gefängnis, bedingt vollziehbar bei einer Probezeit von 3 Jahren, und verwies ihn für 3 Jahre des Landes, bedingt vollziehbar bei einer Probezeit von 3 Jahren. Ausserdem widerrief es den X._ gemäss Strafverfügung des Amtsstatthalteramtes Hochdorf vom 17. Juli 1995 gewährten bedingten Vollzug von 4 Wochen Gefängnis.
B.- Mit staatsrechtlicher Beschwerde vom 9. November 2000 stellt X._ den Antrag, das Urteil des Obergerichts sei aufzuheben. Ausserdem ersucht er um unentgeltliche Rechtspflege.
Das Obergericht und die Staatsanwaltschaft des Kantons Luzern beantragen, die Beschwerde sei abzuweisen, soweit darauf einzutreten sei.

Das Bundesgericht zieht in Erwägung:
1.- a) Der Beschwerdeführer rügt, das Obergericht habe mit dem angefochtenen Urteil gegen den Grundsatz der Unschuldsvermutung nach den Art. 9, 29 Abs. 2 und 32 BV sowie Art. 6 Ziff. 1 EMRK verstossen. Er führt aus, das Obergericht hätte aufgrund der Sach- und Beweislage erhebliche und nicht zu unterdrückende Zweifel haben müssen.
b) Den kantonalen Gerichten steht bei der Würdigung des Beweisergebnisses ein weiter Ermessensspielraum zu (<ref-ruling> E. 3a S. 450; <ref-ruling> E. 3). Die Beweiswürdigung ist nicht schon dann willkürlich, wenn vom Sachrichter gezogene Schlüsse nicht mit der Darstellung des Beschwerdeführers übereinstimmen. Das Bundesgericht greift nur ein, wenn die tatsächlichen Feststellungen offensichtlich falsch sind oder auf einem offenbaren Versehen beruhen, wenn sie mit der tatsächlichen Situation in klarem Widerspruch stehen, wenn sie sich in entscheidende Widersprüche verwickeln, oder wenn Feststellungen ohne jede Beweisgrundlage getroffen werden (<ref-ruling> E. 1d; <ref-ruling> E. 2b; <ref-ruling> E. 3a, je mit Hinweisen). Willkürlich ist auch eine Beweiswürdigung, welche einseitig einzelne Beweise berücksichtigt (<ref-ruling> E. 1b, mit Hinweis). Die Rügen des Beschwerdeführers können nur unter diesem eingeschränkten Gesichtspunkt geprüft werden.
Auch der Grundsatz "in dubio pro reo" bedeutet bei der Feststellung des Sachverhalts und der Würdigung der Beweise nicht mehr als das verfassungsrechtliche Willkürverbot, zumal Art. 6 Ziff. 2 EMRK in diesem Bereich nicht weiter geht als <ref-law> (<ref-ruling> f., mit Hinweisen).
Der Grundsatz besagt nur, dass der Richter einen Angeklagten nicht verurteilen darf, wenn bei objektiver Würdigung des gesamten Beweisergebnisses schlechthin nicht zu unterdrückende Zweifel an der Schuld des Angeklagten bestehen bleiben (<ref-ruling> E. 2, mit Hinweisen; siehe auch <ref-ruling> E. 3b).
c) Das Obergericht stützte seinen Schuldspruch auf die belastenden Aussagen von A._ und D._, deren Wahrheitsgehalt bzw. deren Glaubwürdigkeit geprüft wurden. Das Obergericht nannte folgende Gründe, die für die Glaubwürdigkeit der Zeugenaussagen sprechen sollen: Die Einvernahmen der Zeugen seien korrekt durchgeführt worden, A._ habe detailliert ausgesagt und sich dabei selbst schwer belastet, zur Herkunft der Betäubungsmittel habe er genaue und detaillierte Aussagen gemacht, und über die Abwicklung der Verkäufe an den Beschwerdeführer habe er eine genaue Beschreibung geliefert. Selbst wenn A._ während des Strafverfahrens unter Druck gestanden sei, weil er den Verbleib von grossen Mengen Kokain habe erklären müssen, könne doch nicht gesagt werden, dass er dabei willkürlich zahlreiche Abnehmer belastet und sich in Widersprüche verwickelt hätte. Er sei denn auch nicht bereit gewesen, alle seine Kontaktpersonen zu nennen. Der Widerruf seiner Angaben sei nicht zu beachten, denn er habe später zu Protokoll gegeben, dass er zunächst nicht damit gerechnet habe, mit den von ihm belasteten Personen konfrontiert zu werden; zudem habe der Beschwerdeführer nach den Angaben von D._ A._ und D._ unter Druck gesetzt. Dies lasse es als verständlich erscheinen, dass A._ seine belastenden Aussagen widerrufen habe. Gleichwohl habe er diese am Schluss als Zeuge in Anwesenheit des Beschwerdeführers bestätigt und bekräftigt, dass seine Aussagen an der polizeilichen Befragung der Wahrheit entsprächen.
d) Der Beschwerdeführer hält den Ausführungen des Obergerichts entgegen, seine eigenen Aussagen seien stringent und widerspruchsfrei. Keine der übrigen in den Prozess gegen A._ involvierten Personen habe je den Namen des Beschwerdeführers erwähnt, obwohl A._ ausgesagt haben soll, es gäbe noch drei oder vier Personen, die wüssten, dass der Beschwerdeführer von ihm Kokain entgegengenommen habe. A._ habe während der Untersuchung mehrfach gelogen; seine Aussagen seien chaotisch gewesen, und wiederholt habe er Abnehmer von Drogen bezeichnet und sich dabei in viele Widersprüche verstrickt. A._ habe absichtlich falsche Personen beschuldigt; er habe selbst ausgeführt:
"Dies mit P._ war eine Lüge. Ich wollte L._ anfänglich schützen. " Ausserdem habe er seine Aussagen bezüglich der an den Beschwerdeführer gelieferten Drogenmenge ständig geändert. Auch D._ habe zunächst zahlreiche Aussagen gemacht, zu denen sie nachher nicht mehr habe stehen wollen oder können. Mit diesen Tatsachen habe sich das Obergericht nicht auseinandergesetzt und damit gegen den Anspruch des Beschwerdeführers auf rechtliches Gehör und gegen das Willkürverbot verstossen.
e) Wegen des im Verfahren der staatsrechtlichen Beschwerde geltenden Rügeprinzips (Art. 90 Abs. 1 lit. b OG) ist es Sache des Beschwerdeführers, im einzelnen darzulegen, inwiefern der angefochtene Entscheid die Bundesverfassung verletzt. Es ist nicht Sache des Bundesgerichts, von sich aus nach Gründen zu suchen, die den angefochtenen Entscheid als verfassungswidrig erscheinen lassen könnten.
Im vorliegenden Fall behauptet der Beschwerdeführer, die Aussagen des wichtigsten Belastungszeugen seien chaotisch und widersprüchlich. Er verweist auf das Eingeständnis von A._, P._ falsch beschuldigt zu haben, um L._ zu schützen, auf die wechselnden Angaben von A._ bezüglich der gelieferten Drogenmenge, und auf die Tatsache, dass keine weiteren Personen ihn erwähnt haben, obwohl drei oder vier andere Personen gemäss den Aussagen von A._ noch von ihm gewusst haben sollen.
Diese drei Punkte genügen indessen nicht, um die Aussagen von A._ entgegen der Auffassung des Obergerichts als offensichtlich unglaubwürdig erscheinen zu lassen. Es trifft zwar zu, dass A._ eine andere Person falsch beschuldigt hatte, doch liess er es nicht dabei bewenden, sondern korrigierte die falsche Beschuldigung.
Selbst wenn drei oder vier weitere Personen vom Beschwerdeführer wissen, bedeutet dies nicht, dass gerade diese Personen in den Verfahren gegen A._ oder gegen den Beschwerdeführer einvernommen worden sind und Gelegenheit hatten, den Beschwerdeführer zu erwähnen. Die Angaben von A._ bezüglich der gelieferten Drogenmenge bewegen sich zwischen 180 und 380 Gramm; dieser Unterschied lässt sich durch Ungenauigkeiten in der Erinnerung von A._ erklären und fällt für die Beurteilung seiner Glaubwürdigkeit nicht ins Gewicht. Die Ausführungen des Beschwerdeführers in seiner staatsrechtlichen Beschwerde begründen bei objektiver Würdigung des gesamten Beweisergebnisses keinen schlechthin nicht zu unterdrückenden Zweifel an der Schuld des Beschwerdeführers. Das Obergericht hat somit nicht gegen das Willkürverbot und den Grundsatz "in dubio pro reo" verstossen.
Die staatsrechtliche Beschwerde erweist sich soweit als unbegründet.
f) Es trifft zu, dass das Obergericht keine Stellung nahm zum Hinweis des Beschwerdeführers darauf, dass A._ zunächst P._ falsch beschuldigt hatte. Das Obergericht war indessen bloss verpflichtet, kurz die Überlegungen zu nennen, von denen es sich leiten liess und auf welche sich sein Entscheid stützt. Das bedeutet indessen nicht, dass es sich ausdrücklich mit jeder tatbeständlichen Behauptung des Beschwerdeführers hätte auseinandersetzen müssen (<ref-ruling> E. 2b, mit Hinweisen). Weil die erwähnte Aussage von A._ in keiner Weise beweist, dass er auch den Beschwerdeführer falsch beschuldigt hat, sondern nur bedeutet, dass er zwar eine andere Person falsch beschuldigte, dies dann aber widerrief, musste sich das Obergericht nicht zwingend damit auseinandersetzen. Vielmehr durfte es implizit davon ausgehen, dies ändere nichts an seiner Beweiswürdigung im Falle des Beschwerdeführers demgegenüber A._ auf seinen Widerruf zurückkam. Das Obergericht hat deshalb dem Beschwerdeführer das rechtliche Gehör nicht verweigert. Die staatsrechtliche Beschwerde ist auch in dieser Hinsicht offensichtlich unbegründet.
2.-Die staatsrechtliche Beschwerde ist somit abzuweisen.
Dem Begehren des Beschwerdeführers um Bewilligung der unentgeltlichen Rechtspflege kann mit Rücksicht auf die gesamten Umstände des Falles entsprochen werden (Art. 152 OG).
Rechtsanwalt Daniel Bühlmann ist als amtlicher Anwalt des Beschwerdeführers zu bezeichnen.

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1.- Die staatsrechtliche Beschwerde wird abgewiesen.
2.- Dem Beschwerdeführer wird die unentgeltliche Rechtspflege gewährt:
a) Es werden keine Kosten erhoben;
b) Rechtsanwalt Daniel Bühlmann wird als amtlicher Anwalt des Beschwerdeführers bezeichnet und für das bundesgerichtliche Verfahren aus der Bundesgerichtskasse mit einem Honorar von Fr. 1'500.-- entschädigt.
3.- Dieses Urteil wird dem Beschwerdeführer sowie der Staatsanwaltschaft und dem Obergericht (II. Kammer) des Kantons Luzern schriftlich mitgeteilt.
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Lausanne, 27. März 2001
Im Namen der I. öffentlichrechtlichen Abteilung
des SCHWEIZERISCHEN BUNDESGERICHTS
Das präsidierende Mitglied:
Der Gerichtsschreiber: