Jest absolwentem Szkół Muzycznych 1. i 2.stopnia,  oraz Akademii Muzycznej we Wrocławiu na kierunku Dyrygentura Chóralna. Artysta wyśpiewał hity takie jak: „Nieprawda”, „Życie na czekanie”, „Nie kłam, że kochasz mnie”, „Ja tu zostaję”, „U mnie maj”, „Tylko z Tobą chcę być sobą”, czy „Gdy jesteś tu”.

W 2007 roku wydał debiutancką płytę „Myśli warte słów”, za którą przyznano mu wiele nagród, jak np. Superjedynka, ESKA Music Awards, czy nominacja do Fryderyka. W 2009 roku pojawił się drugi album Łukasza „Między dźwiękami”, Łukasz wystąpił także w programie „Taniec z gwiazdami” a przede wszystkim zagrał kilkaset koncertów i zdobył ogromną rzeszę fanów w całej Polsce.  Wydana w 2012 roku płyta „Ja tu zostaję” już po miesiącu od premiery stała się Złotą Płytą. W 2012 r. tytułowa piosenka została wyróżniona podczas Festiwalu Opolskiego Super Nagrodą Programu 1 Polskiego Radia.

W 2013 r. ukazał się czwarty juz album Łukasza „Łukasz Zagrobelny Symfonicznie” będący zapisem koncertu z Polską Orkiestrą Radiową, który miał miejsce w studiu koncertowym Polskiego Radia im. W. Lutosławskiego.

W 2019 wokalista był uczestnikiem XII edycji programu Twoja Twarz Brzmi Znajomo, w którym dotarł do ścisłego finału i ostatecznie zajął 4.miejsce. Jego najnowszy singiel „Jeszcze nie raz” miał premierę 24 lipca 2020.

W 2021 Łukasz został zaproszony do udziału w niezwykłym albumie muzycznym Chopin University Big Band pt. „Cinema Boogie”, gdzie zaśpiewał słynny utwór z serialu „07 zgłoś się” – „Przed nocą
i mgłą”. Piosenka ta została wybrana pierwszym singlem promującym wydawnictwo.

Obecnie Łukasz pracuje nad kolejnym solowym albumem.

Łukasz Zagrobelny przez wiele lat związany był Teatrem Muzycznym Roma, gdzie wystąpił w musicalach „Miss Saigon”, „Grease”, „Koty”, „Taniec Wampirów”, „Akademia Pana Kleksa”, „Les Miserables”, „Deszczowa Piosenka”, czy „Pięć Ostatnich Lat”, w którym zagrał główną rolę Jamiego. W Teatrze Muzycznym w Gdyni kreował rolę Clopin w słynnym „Notre Dame de Paris”. Serca publiczności OiFP podbił rolą Jurija Żywago w musicalu „Doktor Żywago”, oraz Judasza
w „Jesus Christ Superstar”.