Sachverhalt:
A. Das Obergericht des Kantons Luzern sprach X._ mit Urteil vom 25. November 2008 zweitinstanzlich schuldig der qualifizierten Widerhandlung gegen das Betäubungsmittelgesetz im Sinne von Art. 19 Ziff. 1 i.V.m. <ref-law>, der mehrfachen Fälschung von Ausweisen nach <ref-law> und der Widerhandlung gegen das Bundesgesetz über Aufenthalt und Niederlassung der Ausländer im Sinne von Art. 23 Abs. 1 ANAG. Es verurteilte ihn zu einer Freiheitsstrafe von 3 Jahren, teilbedingt vollziehbar bei einer Probezeit von zwei Jahren, und unter Anrechnung der ausgestandenen Untersuchungshaft von 74 Tagen. Den zu vollziehenden Teil der Freiheitsstrafe legte das Gericht auf 1 1⁄2 Jahre fest.
B. X._ führt Beschwerde in Strafsachen. Er beantragt, das Urteil des Obergerichts des Kantons Luzern sei aufzuheben, und er sei vom Vorwurf der Widerhandlung gegen das Betäubungsmittelgesetz freizusprechen. Eventualiter sei die Sache zur Neubeurteilung an die Vorinstanz zurückzuweisen. Zudem ersucht er um Gewährung der unentgeltlichen Rechtspflege.
C. Vernehmlassungen wurden keine eingeholt.

Erwägungen:
1. Streitgegenstand bildet die Verurteilung des Beschwerdeführers wegen qualifizierter Widerhandlung gegen das Betäubungsmittelgesetz im Sinne von Art. 19 Ziff. 1 Abs. 4 i.V.m. <ref-law>. Die Vorinstanz geht insoweit von folgendem Sachverhalt aus (angefochtenes Urteil S. 5 f.):
Dem Beschwerdeführer wird angelastet, A._ einen möglichen Käufer für 2.58 Kilogramm Heroingemisch vermittelt zu haben. Der Beschwerdeführer habe A._ und B._ zusammengebracht, und er sei bei der Besprechung im Hinblick auf die Übergabe der Betäubungsmittel dabei gewesen. Ebenso sei er anwesend gewesen, als A._ das Heroingemisch B._ präsentiert habe. Aus unbekannten Gründen habe die Übergabe der Drogen nicht stattfinden können. Erstellt ist, dass A._ am Tag seiner Verhaftung 2.58 Kilogramm Heroingemisch in seinem Lieferwagen transportierte.
2. 2.1 Der Beschwerdeführer wirft der Vorinstanz sinngemäss eine willkürliche Beweiswürdigung (<ref-law>) sowie eine Verletzung der Unschuldsvermutung (<ref-law> und Art. 6 Ziff. 2 EMRK) vor.
Das Bundesgericht prüft die Verletzung von Grundrechten und von kantonalem und interkantonalem Recht nur insofern, als eine solche Rüge in der Beschwerde vorgebracht und substanziiert begründet worden ist. Der Beschwerdeführer hat sich wenigstens kurz mit den Erwägungen des angefochtenen Entscheids auseinanderzusetzen (Art. 106 Abs. 2 und <ref-law>; <ref-ruling> E. 2.1 S. 245 f.; <ref-ruling> E. 1 S. 287). Genügt die Beschwerde diesen Anforderungen nicht, ist darauf nicht einzutreten (<ref-law>).
Betreffend die Beweiswürdigung ist die Kognition des Bundesgerichts auf Willkür im Sinne von <ref-law> beschränkt. Eine solche liegt nach ständiger bundesgerichtlicher Rechtsprechung einzig vor, wenn der angefochtene Entscheid auf einer schlechterdings unhaltbaren oder widersprüchlichen Beweiswürdigung beruht bzw. im Ergebnis offensichtlich unhaltbar ist, mit der tatsächlichen Situation in klarem Widerspruch steht, eine Norm oder einen unumstrittenen Rechtsgrundsatz krass verletzt oder in stossender Weise dem Gerechtigkeitsgedanken zuwiderläuft. Dass das angefochtene Urteil mit der Darstellung des Beschwerdeführers nicht übereinstimmt oder eine andere Lösung oder Würdigung auch vertretbar erscheint oder gar vorzuziehen wäre, genügt praxisgemäss für die Begründung von Willkür nicht (<ref-ruling> E. 5.4 S. 148 mit Hinweisen).
Der aus der Unschuldsvermutung (<ref-law> und Art. 6 Ziff. 2 EMRK) abgeleitete Grundsatz "in dubio pro reo" besagt als Beweiswürdigungsregel, dass sich das Strafgericht nicht von einem für die angeklagte Person ungünstigen Sachverhalt überzeugt erklären darf, wenn bei objektiver Betrachtung Zweifel bestehen, ob sich der Sachverhalt so verwirklicht hat. Inwiefern dieser Grundsatz verletzt ist, prüft das Bundesgericht unter dem Gesichtspunkt der Willkür, d.h. es greift nur ein, wenn das Sachgericht die angeklagte Person verurteilte, obgleich bei objektiver Würdigung des Beweisergebnisses offensichtlich erhebliche bzw. schlechterdings nicht zu unterdrückende Zweifel an deren Schuld fortbestanden. Bloss abstrakte und theoretische Zweifel sind nicht massgebend, weil solche immer möglich sind und absolute Gewissheit nicht verlangt werden kann (<ref-ruling> E. 2a S. 41 mit Hinweisen; Urteil 6P.27/2006 vom 27. November 2006 E. 1, in: sic! 6/2007 S. 462 f.).
2.2 Die erste Instanz, auf deren Ausführungen die Vorinstanz verweist, hat die Aussagen von A._, welche den Beschwerdeführer belasten, gesamthaft als glaubhaft befunden. Gleichzeitig hat sie die Ausführungen des Beschwerdeführers in ihre Beweiswürdigung einfliessen lassen. Sie hat beispielsweise dessen Schilderungen, wonach er von B._ eine offene Forderung in der Höhe von Fr. 200.-- haben eintreiben wollen, weshalb er diesen innerhalb von zwei Tagen dreimal in Olten getroffen und sich von dort nach Aarau und Pratteln habe fahren lassen, als unglaubhaft bezeichnet. Weiter hat die erste Instanz die Aussagen von C._ und D._, insbesondere betreffend den Rufnamen des Beschwerdeführers, den Kauf eines Natels inkl. SIM-Karte und den Zeitpunkt seiner Einreise in die Schweiz, sowie die Ergebnisse der rückwirkenden Teilnehmeridentifikation im Rahmen der Beweiswürdigung berücksichtigt. Die Vorinstanz hat erwogen, dass die von A._ geschilderten Abläufe durch die Erkenntnisse aus der rückwirkenden Teilnehmeridentifikation bestätigt und mit den anderen Beweisergebnissen übereinstimmen würden.
2.3 Die vom Beschwerdeführer gegen die vorinstanzliche Beweiswürdigung erhobenen Einwände haben bloss appellatorischen Charakter, was zur Begründung der Willkürrüge nicht genügt. Er wiederholt in seiner Beschwerdeschrift über weite Strecken einzig seine bereits im kantonalen Verfahren vorgebrachten Tatsachenbehauptungen und stellt damit der Würdigung der Vorinstanz lediglich seine eigene Sicht der Dinge gegenüber, ohne sich mit den Erwägungen im vorinstanzlichen Entscheid genügend auseinanderzusetzen und zu erörtern, inwiefern das angefochtene Urteil (auch) im Ergebnis verfassungswidrig sein sollte. Soweit er die Glaubwürdigkeit von A._ in Frage stellt, sind seine Vorbringen ungeeignet, Willkür darzutun. Der allgemeinen Glaubwürdigkeit eines Zeugen im Sinne einer dauerhaften persönlichen Eigenschaft kommt kaum mehr relevante Bedeutung zu. Weitaus bedeutender für die Wahrheitsfindung als die allgemeine Glaubwürdigkeit ist die Glaubhaftigkeit der konkreten Aussage (<ref-ruling> E. 4.3 S. 45 mit Hinweisen).
Der Beschwerdeführer bringt beispielsweise vor, wann respektive ob D._ ihm tatsächlich ein Natel verkauft habe, daran könne sich dieser nicht erinnern. Dennoch nehme die Vorinstanz zu seinen Ungunsten an, er habe sich bereits im November 2004 in der Schweiz aufgehalten (Beschwerde S. 7 f.). Diese Vorbringen sind unbehelflich und ungeeignet, Willkür darzulegen. Der Beschwerdeführer setzt sich mit den entsprechenden Ausführungen der Vorinstanz nicht auseinander, wonach gemäss den Aussagen von D._ der Verkauf des Natels im September/Oktober 2004 stattgefunden und der Beschwerdeführer im Übrigen selber eingeräumt habe, das Natel von D._ gekauft zu haben. Auch seine Ausführungen hinsichtlich der rückwirkenden Teilnehmeridentifikation erschöpfen sich in der Wiedergabe seiner eigenen Sicht der Dinge und vermögen keine Willkür zu begründen. Die Vorinstanz hat erwogen, die Aussagen von A._, wonach er den Beschwerdeführer ca. im November 2004 in Zürich kennengelernt habe und in der Folge weitere telefonische Kontakte erfolgt seien, seien glaubhaft und würden mit den Erkenntnissen aus der rückwirkenden Teilnehmeridentifikation übereinstimmen. Ebenso würden die Ausführungen von D._, den Beschwerdeführer bereits im September/Oktober 2004 kennengelernt zu haben, durch die Aufzeichnungen der rückwirkenden Teilnehmeridentifikation bestätigt. Der Beschwerdeführer setzt sich mit der vorinstanzlichen Beweiswürdigung nicht genügend auseinander. Wie bereits vor Vorinstanz legt er einzig dar, dass bei einer rückwirkenden Teilnehmeridentifikation lediglich Randdaten einer Verbindung festgehalten würden. Diese Vorbringen sind zutreffend, vermögen jedoch nicht substanziiert aufzuzeigen, inwiefern die vorinstanzliche Beweiswürdigung auch im Ergebnis offensichtlich unhaltbar sei (BGE <ref-ruling> E. 1.4 S. 287; <ref-ruling> E. 1.4 S. 254 f.; Urteil 6B_193/2009 vom 25. Juni 2009 E. 1.2). Zusammenfassend genügen seine Rügen den Begründungsanforderungen gemäss <ref-law> nicht, weshalb auf die Beschwerde insoweit nicht einzutreten ist.
3. 3.1 Der Beschwerdeführer rügt, die Vorinstanz habe auf die Aussagen von D._ abgestellt, obwohl mit ihm keine Konfrontationseinvernahme durchgeführt worden sei. Auch seien keine ersichtlichen Bemühungen erfolgt, um eine Befragung von B._ durchzuführen, der den Beschwerdeführer möglicherweise entlastet hätte. Dadurch habe die Vorinstanz Art. 6 Ziff. 3 lit. d EMRK verletzt.
3.2 Gemäss Art. 6 Ziff. 3 lit. d EMRK hat der Angeschuldigte im Strafverfahren das Recht, Fragen an die Belastungszeugen zu stellen und die Ladung und Vernehmung von Entlastungszeugen unter denselben Bedingungen zu erwirken, wie sie für Belastungszeugen gelten. Dieser Anspruch ist ein besonderer Aspekt des Rechts auf ein faires Verfahren gemäss Art. 6 Ziff. 1 EMRK. Mit der Garantie von Art. 6 Ziff. 3 lit. d EMRK soll ausgeschlossen werden, dass ein Strafurteil auf Aussagen von Zeugen abgestützt wird, ohne dass dem Beschuldigten wenigstens einmal angemessene und hinreichende Gelegenheit gegeben wird, das Zeugnis in Zweifel zu ziehen und Fragen an den Zeugen zu stellen. Der Beschuldigte muss namentlich in der Lage sein, die Glaubhaftigkeit einer Aussage prüfen und den Beweiswert in kontradiktorischer Weise auf die Probe und in Frage stellen zu können. Dieser Anspruch wird als Konkretisierung des rechtlichen Gehörs gemäss <ref-law> auch durch <ref-law> geschützt (<ref-ruling> E. 3.1 S. 41; <ref-ruling> E. 2 S. 129; <ref-ruling> E. 2.2 S. 480; <ref-ruling> E. 4.2 S. 157; <ref-ruling> E. 6c/cc S. 134 f.). Er gilt auch betreffend die Einvernahme von Auskunftspersonen, die den Beschuldigten belasten (Robert Hauser und andere, Schweizerisches Strafprozessrecht, 6. Aufl. 2005, § 63 Rz. 3a).
Der Anspruch, den Belastungszeugen Fragen zu stellen, erfährt in der Praxis aber eine gewisse Relativierung. Er gilt uneingeschränkt nur, wenn dem streitigen Zeugnis alleinige oder ausschlaggebende Bedeutung zukommt, dieses also den einzigen oder einen wesentlichen Beweis darstellt (BGE <ref-ruling> E. 2.2 S. 481 mit Hinweisen). Unter besonderen Umständen kann auch auf die Konfrontation oder die Einräumung der Gelegenheit zu ergänzender Befragung verzichtet werden, so etwa, wenn der Zeuge berechtigterweise das Zeugnis verweigert, er trotz angemessener Nachforschungen unauffindbar blieb oder verstorben ist (<ref-ruling> E. 3.1 S. 41; <ref-ruling> E. 2.2 S. 481 f.; je mit Hinweisen; Urteil 6B_262/2009 vom 18. Juni 2009 E. 2.5).
Nach konstanter Rechtsprechung des Bundesgerichts untersteht das Recht, Belastungs- und Entlastungszeugen zu befragen, dem (kantonalen) Verfahrensrecht. Der Beschuldigte hat daher einen Antrag auf Befragung eines Zeugen den Behörden rechtzeitig und formgerecht einzureichen. Stellt er seinen Beweisantrag nicht rechtzeitig, kann er den Behörden nachträglich nicht vorwerfen, sie hätten durch Verweigerung der Konfrontation oder ergänzender Fragen an Belastungszeugen seinen Grundrechtsanspruch verletzt (BGE <ref-ruling> E. 2.1 S. 477; <ref-ruling> E. 6c/bb S. 134 mit Hinweisen; Urteil 6B_336/2009 vom 8. Juli 2009 E. 3.2).
Nach konstanter Rechtsprechung des Bundesgerichts untersteht das Recht, Belastungs- und Entlastungszeugen zu befragen, dem (kantonalen) Verfahrensrecht. Der Beschuldigte hat daher einen Antrag auf Befragung eines Zeugen den Behörden rechtzeitig und formgerecht einzureichen. Stellt er seinen Beweisantrag nicht rechtzeitig, kann er den Behörden nachträglich nicht vorwerfen, sie hätten durch Verweigerung der Konfrontation oder ergänzender Fragen an Belastungszeugen seinen Grundrechtsanspruch verletzt (BGE <ref-ruling> E. 2.1 S. 477; <ref-ruling> E. 6c/bb S. 134 mit Hinweisen; Urteil 6B_336/2009 vom 8. Juli 2009 E. 3.2).
3.3 3.3.1 D._ wurde am 25. Februar 2005 lediglich polizeilich einvernommen (vgl. vorinstanzliche Akten act. 5/4.1). Wie der Beschwerdeführer zutreffend festhält, ist der Aufenthaltsort von D._ unbekannt (vgl. vorinstanzliche Akten act. 5/4.2). Eine Konfrontation fällt daher bereits aus objektiven, von den Strafverfolgungsbehörden nicht zu vertretenden Gründen ausser Betracht. Auch macht der Beschwerdeführer nicht geltend, die Vorinstanz sei einem Antrag auf Konfrontation nicht nachgekommen. Er hat weder im Untersuchungsverfahren noch im erst- und vorinstanzlichen Verfahren einen Antrag auf erneute Einvernahme von D._ und auf Einräumung der Gelegenheit, ihn zu befragen, gestellt. In seinen schriftlichen Plädoyers hat er die unterbliebene Konfrontation nicht beanstandet und sich deshalb mit ihr abgefunden. Schliesslich hat die Vorinstanz den Aussagen von D._ nicht alleinige oder ausschlaggebende Bedeutung beigemessen, sondern in erster Linie auf die belastenden Aussagen von A._ abgestellt, der als Besitzer des Heroingemischs den Beschwerdeführer wegen eines möglichen Käufers kontaktiert hatte und im Gegensatz zu D._ bei den Treffen vom 6. und 7. Februar 2005 anwesend war. Das Abstellen auf die belastenden polizeilich protokollierten Aussagen von D._ ist aus diesen Gründen nicht zu beanstanden. Die Beschwerde erweist sich in diesem Punkt als unbegründet.
3.3.2 Betreffend die Einvernahme von B._ hat die Vorinstanz ausgeführt, dieser habe nicht aufgefunden und somit nicht befragt werden können. Auch seine Befragung fällt somit aus objektiven Gründen ausser Betracht. Dass die Unmöglichkeit der Einvernahme, wie in der Beschwerde geltend gemacht, die Strafverfolgungsbehörden zu vertreten hätten, geht aus den kantonalen Akten nicht hervor und ist eine blosse und im Übrigen nicht näher substanziierte Mutmassung des Beschwerdeführers. Die Vorinstanz hat nicht etwa, in Verletzung einer Verfahrensbestimmung, eine mögliche Beweiserhebung willkürlich abgelehnt. Von einer Verletzung der angerufenen Konventionsbestimmung kann deshalb nicht die Rede sein. Die Beschwerde erweist sich auch in diesem Punkt als unbegründet.
4. 4.1 Der Beschwerdeführer macht geltend, die Vorinstanz habe den Vorsatz in Bezug auf das Betäubungsmitteldelikt in pauschaler Weise angenommen und dadurch <ref-law> i.V.m. <ref-law> verletzt.
4.2 Die vorinstanzlichen Feststellungen betreffend das Wissen und den Willen des Beschwerdeführers sind tatsächlicher Natur und unterliegen daher im vorliegenden Verfahren nur einer beschränkten Prüfung. Dass die Vorinstanz das Willkürverbot (<ref-law>) verletzt haben sollte, wird vom Beschwerdeführer nicht einmal behauptet. Auch setzt er sich mit den Erwägungen im angefochtenen Entscheid nicht argumentativ auseinander. Seine Beschwerde genügt daher in diesem Punkt den Anforderungen von <ref-law> nicht.
Es ist im Übrigen auch nicht ersichtlich, inwiefern die Vorinstanz in Willkür verfallen sein sollte, indem sie dem Beschwerdeführer ein zumindest eventualvorsätzliches Handeln vorgeworfen hat. Sie hat festgestellt, dass der Beschwerdeführer im Dezember 2004 von A._ angefragt worden sei, ob er einen potentiellen Abnehmer für 2.58 Kilogramm Heroingemisch kenne. In der Folge habe der Beschwerdeführer A._ einen möglichen Abnehmer vermittelt. Die Vorinstanz legt dem Beschwerdeführer zur Last, insbesondere anwesend gewesen zu sein, als A._ die im Staubsauger versteckten 2.58 Kilogramm Heroingemisch dem B._ präsentiert habe. Der Beschwerdeführer habe zudem eingeräumt, gewusst zu haben, dass A._ und B._ über den Verkauf von Drogen verhandelt hätten. Nach den gesamten Umständen habe der Beschwerdeführer die Tatsache, dass es sich um eine grössere Menge Heroin gehandelt habe, für möglich halten bzw. in Kauf nehmen müssen. Die Vorinstanz durfte vor diesem Hintergrund dem Beschwerdeführer Kenntnisse über Art und Umfang des Drogengeschäfts, das er selber vermittelt hat, anrechnen. Eine Verletzung des Willkürverbots (<ref-law>) liegt nicht vor. Die Beschwerde ist in diesem Punkt abzuweisen, soweit darauf einzutreten ist.
5. 5.1 Der Beschwerdeführer bringt vor, die Übergabe der Betäubungsmittel sei nicht erfolgt. Daher liege entgegen der Auffassung der Vorinstanz höchstens ein Versuch der Vermittlung von Betäubungsmitteln vor. Der angefochtene Entscheid verletze deshalb Bundesrecht (<ref-law> i.V.m. <ref-law>).
5.2 Mit den entsprechenden Erwägungen des angefochtenen Entscheids setzt sich der Beschwerdeführer nicht auseinander. Die Beschwerde genügt in diesem Punkt den Anforderungen von <ref-law> nicht.
Im Übrigen ist die Rüge unbegründet. Die Vermittlung von Betäubungsmitteln im Sinne von <ref-law> umfasst die Herstellung von Kontakten zwischen Personen, die Betäubungsmittel veräussern, und solchen, welche diese Stoffe erlangen wollen. Sie ist vollendet, wenn der Mitteilungsempfänger einen objektiv tauglichen Hinweis erhält (<ref-ruling> E. 2 S. 202, 403 E. 2a S. 404; Urteil 6S.75/2002 vom 15. April 2003 E. 1.3; Fingerhuth/Tschurr, Kommentar zum Betäubungsmittelgesetz, 2. Aufl. 2007, N. 79 zu <ref-law>; Peter Albrecht, Die Strafbestimmungen des Betäubungsmittelgesetzes (Art. 19-28 BetmG), 2. Aufl. 2007, N. 68 zu <ref-law>). Der Beschwerdeführer hat den Kontakt zwischen A._ und dem Interessenten B._ hergestellt, und dem potentiellen Käufer wurden die Betäubungsmittel präsentiert. Der Beschwerdeführer hat somit den objektiven Tatbestand der Vermittlung von Betäubungsmitteln im Sinne von <ref-law> erfüllt. Die Beschwerde ist auch in diesem Punkt abzuweisen, soweit darauf einzutreten ist.
6. Zusammenfassend ist die Beschwerde abzuweisen, soweit darauf einzutreten ist. Das Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege ist abzuweisen, da die Beschwerde von vornherein aussichtslos war (<ref-law> e contrario).
Bei diesem Verfahrensausgang sind die bundesgerichtlichen Kosten dem Beschwerdeführer aufzuerlegen (<ref-law>). Seinen angespannten finanziellen Verhältnissen ist mit reduzierten Gerichtskosten Rechnung zu tragen (<ref-law>).

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird abgewiesen, soweit darauf einzutreten ist.
2. Das Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege wird abgewiesen.
3. Die Gerichtskosten von Fr. 1'600.-- werden dem Beschwerdeführer auferlegt.
4. Dieses Urteil wird den Parteien und dem Obergericht des Kantons Luzern, II. Kammer, schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 6. August 2009
Im Namen der Strafrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Der Gerichtsschreiber:
Favre Faga