Urodzony w 1963 r. Studiował matematykę i fizykę na Uniwersytecie im. Adama Mickiewicza w Poznaniu, tu także uzyskał stopień doktora nauk matematycznych (1987), doktora habilitowanego (1990) i tytuł profesora (1994). Choć od początku swojej pracy naukowej związany jest z Wydziałem Matematyki i Informatyki UAM, prowadził również badania w licznych ośrodkach zagranicznych w Australii, Brazylii, Francji, Izraelu, Kanadzie, Niemczech, USA i Wielkiej Brytanii. Jest autorem ponad 80 artykułów dotyczących różnorodnych zagadnień teorii struktur losowych, kombinatoryki, teorii liczb, logiki i informatyki.

Za swoje prace dotyczące losowych struktur dyskretnych otrzymał w 1992 roku Nagrodę Mera Pary'a, przyznaną z okazji pierwszego kongresu Europejskiego Towarzystwa Matematycznego. W 1993 r. uzyskał stypendium Fundacji na Rzecz Nauki Polskiej dla młodych naukowców.

Prof. Łuczak jest wybitnym specjalistą teorii struktur losowych. Jest to dziedzina matematyki badająca obiekty powstałe w wyniku nałożenia się na siebie wielu losowych zdarzeń. Struktury losowe są szeroko stosowane w rozmaitych dziedzinach nauki, począwszy od fizyki statystycznej po ekologię, do badania układów, których zachowanie zależy od wielu nieprzewidywalnych czynników. Są jednocześnie niezwykle pożytecznym narzędziem współczesnej matematyki, pozwalającym wnioskować o istnieniu obiektów o niespotykanych własnościach W swoich pracach poświęconych strukturom losowym Tomasz Łuczak uzyskał wiele doniosłych wyników zarówno o charakterze teoretycznym, jak również dotyczących ich różnorakich zastosowań. dla ultrafiltracji i sorbenty.