Όταν έφτασε στο Άγιο Όρος, ο Λουκάς μπήκε στη Λαύρα του Αγίου Αθανασίου. Αφού έζησε εδώ για λίγο καιρό, μετακόμισε στη Μονή Ιβήρων, εδώ δήλωσε στους πρεσβυτέρους Ιβήρων ότι από ανοησία και φόβο αρνήθηκε τον Χριστό για χάρη του και ότι του έκαναν περιτομή με τη βία. Οι πρεσβύτεροι, αφού άκουσαν τον Λουκά, τον έστειλαν στο μοναστήρι του Προδρόμου στον εξομολόγο του, ο οποίος, αφού διάβασε λογοκριτικές προσευχές πάνω του, τον έχρισε με άγιο μύρο και ο Λουκάς, έχοντας λάβει τη σφραγίδα του Αγίου Πνεύματος, επέστρεψε ξανά στους κόλπους της Ορθόδοξης Εκκλησίας.
Ο Λουκάς έζησε λίγο στη Μονή Ιβερσκίου και σύντομα μετακόμισε από εδώ στο μοναστήρι Σταυρονικίτσκι και ντύθηκε με μοναστηριακή ενδυμασία. Όμως, όμως, δεν τα κατάφερε ούτε εδώ και σύντομα μετακόμισε στη Μονή Ζωγράφου. Ο εχθρός του ανθρώπινου γένους δεν του έδωσε ησυχία, έφερε διάφορους πειρασμούς, μπέρδεψε την ψυχή του και δεν του επέτρεψε να συνεννοηθεί για πολύ σε ένα μέρος.
Τελικά, με την άδεια του Θεού, ο πειρασμός του έφτασε στο σημείο να μην ανέχεται εχθρικές επιθέσεις, εγκατέλειψε το Άγιο Όρος και επέστρεψε ξανά στον κόσμο. Φτάνοντας στην Κυδωνία, άρχισε να ψάχνει για θέση σεξτονίου στις εκεί εκκλησίες, αλλά δεν υπήρχε εδώ. Από εδώ πήγε στα Μοσχονήσια, και μετά στη Μυτιλήνη και στη Σμύρνη, αλλά δεν πήρε θέση πουθενά.
Έτσι, συναντώντας παντού την αποτυχία και, επιπλέον, φοβούμενος την πανούκλα που μαινόταν τότε στη Σμύρνη, επέστρεψε ξανά στο Άγιο Όρος και μπήκε στο μοναστήρι της Ξηροποταμίας. Δεν έμεινε πολύ εδώ και από εκεί μετακόμισε στο μοναστήρι Κοτλόμους, και από εδώ, μετά από λίγο καιρό, μετακόμισε στη Σκήτη του Προδρόμου, όπου εξομολογούμενος είπε στον εξομολόγο του για τους πειρασμούς του. Ο εξομολογητής, αφού άκουσε τον Λουκά, τον συμβούλεψε να μπει σε ένα μοναστήρι και του υποσχέθηκε να του παράσχει τη βοήθειά του, αλλά επειδή ο Λουκάς ήταν νέος και δεν είχε ακόμη γένια, τότε, σύμφωνα με τους τοπικούς κανόνες του μοναστηριού, δεν έγινε δεκτός πουθενά. Τελικά, μετά από αίτημα του εξομολογητή του, έγινε δεκτός στη Μονή Γρηγοριάτου, αλλά από εδώ, με μηχανορραφίες ενός παντοδύναμου εχθρού που δεν του έδωσε ειρήνη, εκδιώχθηκε. Όλοι αυτοί οι πειρασμοί του επιβλήθηκαν με την άδεια του Θεού, για πνευματικό του όφελος. Αυτό φαίνεται από τα παρακάτω.
Έχοντας εκδιωχθεί από το Γρηγοριανό μοναστήρι, ο Λουκάς άρχισε να ντρέπεται: «Τι σημαίνει αυτό, σκέφτηκε, ότι με καταδιώκουν παντού;» - και, γυρίζοντας όλη του τη ζωή στο μυαλό του, σταμάτησε σε αυτό:
«Το Άγιο Όρος είναι ένα καταφύγιο απρόβλεπτο για όλους όσους αναζητούν τη σωτηρία τους· πολλοί μοναχοί περνούν εδώ μια σιωπηλή και ενάρετη ζωή και όλοι απολαμβάνουν μια ειρηνική, ήρεμη ζωή. Γιατί δεν μπορώ να συνεννοηθώ πουθενά και, μετακινώντας από μοναστήρι σε μοναστήρι, δεν βρίσκω πουθενά ηρεμία για τον εαυτό μου; Φυσικά, δεν υπάρχει άλλος λόγος για τον εαυτό μου. Ο διάβολος, που μου δόθηκε με το ζόρι - περιτομή, επομένως, για να ειρηνεύσει κανείς τον εαυτό του, είναι απαραίτητο να ομολογήσει τον Χριστό ενώπιον των εχθρών Του, να υποφέρει για Αυτόν από εκείνους στους οποίους, δυστυχώς, τον απέρριψα για χάρη του φόβου και, έχοντας χύσει αίμα για τον Λυτρωτή μου Ιησού, να συμφιλιωθώ μαζί Του.
Μετά από αυτό, ο Λουκάς πήγε στον πρεσβύτερο του και ανακοίνωσε την πρόθεσή του να υποφέρει για τον Χριστό. Αλλά ο γέροντας δεν ενέκρινε την επιθυμία του να υποφέρει για τον Χριστό, αφού τον είδε πολύ μικρό για να του επιτρέψει να αναλάβει το μεγάλο κατόρθωμα του βασάνου. Ταυτόχρονα, το άγνωστο τέλος τον φόβισε επίσης. Και γι' αυτό του είπε: «Αν κανείς δεν θέλει να σε κρατήσει στο μοναστήρι του, τότε συμφωνώ να αποσυρθώ κάπου μαζί σου και θα είμαστε αχώριστοι σε όλη μας τη ζωή». Ωστόσο, τίποτα δεν μπορούσε να παρασύρει τον Λουκά από την ιδέα να υποφέρει για τον Χριστό. Έφυγε λοιπόν από το Γρηγοριανό μοναστήρι και ήρθε στο μοναστήρι της Αγίας Άννας στον φίλο του Ιερομόναχο Βησσαρίωνα, ο οποίος τον υποδέχθηκε με πατρική αγάπη και βλέποντάς τον στεναχωρημένο θέλησε να μάθει τον λόγο της θλίψης του. Ο Λουκάς, χωρίς να κρύψει τίποτα, του αποκάλυψε τα πάντα για τον εαυτό του με λεπτομέρεια, καθώς και την επιθυμία του να υποφέρει μαρτύρια για τον Χριστό.
Βλέποντας την ανυποχώρητη σκέψη του Λουκά, ο Βησσαρίων τον έστειλε στον εξομολόγο Ανανία για περαιτέρω νουθεσία. Αλλά ο Ανανίας, όταν εξήγησε στον Λουκά όλες τις φρικαλεότητες και τα μαρτύρια, δεν μπόρεσε να τον πείσει να μην προδώσει τον εαυτό του σε ένα τόσο μεγάλο κατόρθωμα, και γι' αυτό τον συμβούλεψε να δοκιμάσει τον εαυτό του και να προετοιμαστεί κατάλληλα για το μαρτύριο, στο οποίο ο Λουκάς συμφώνησε πρόθυμα.
Έχοντας αποδεχτεί τον κανόνα του κελιού από τον εξομολογητή του, ο Λουκάς άρχισε να αγωνίζεται με νηστεία, αγρυπνία, προσευχή και γονατιστή, έχοντας συνεχώς στο μυαλό του τον θάνατο στο σταυρό του Κυρίου μας Ιησού Χριστού. Όμως ο ύπουλος διάβολος, που μισεί τους ασκητές του Χριστού, δεν τον άφησε τώρα ήσυχο. Έτσι, όπλισε εναντίον του τους μαθητές του Βησσαρίωνα, οι οποίοι άρχισαν να ζητούν από τον γέροντά τους να αφήσει τον Λουκά να απομακρυνθεί από κοντά τους.
Εκείνη την ώρα, σύμφωνα με το θέλημα του Θεού, ένα καράβι προσγειώθηκε στις ακτές του Άθω, περνώντας από τη Μυτιλήνη στη Σμύρνη, και γι' αυτό ο Βησσαρίων και ο εξομολόγος του αποφάσισαν να στείλουν με αυτό το πλοίο τον Λουκά στη Μυτιλήνη, στο οποίο συμφώνησε ο μακάριος, ο οποίος ήθελε να τελέσει το μαρτύριό του στην πόλη αυτή. Μετά από αυτό, ο Λουκάς άρχισε να ζητά πειστικά από τον Βησσαρίωνα να τον παρασύρει στη μεγάλη αγγελική εικόνα και να τον συνοδεύσει στο μαρτύριο. Ο Βησσαρίων υποκλίθηκε στην παράκληση του Λουκά, τον ενημέρωσε ως μοναχό και, έχοντας προετοιμάσει όλα τα απαραίτητα για το ταξίδι, στις 10 Μαρτίου έφυγαν από το Άγιο Όρος και στις 13 έπλευσαν στην Τένεδο.
Αλλά ο Βησσαρίων, μη θέλοντας να ενεργήσει αντίθετα με την ευλογία των γερόντων του μοναστηριού, του απαγόρευσε να παραδοθεί σε βασανιστήρια σε αυτό το μέρος, και ως εκ τούτου προχώρησαν και σύντομα έφτασαν με ασφάλεια στη Μιλήτην και, αφού αποβιβάστηκαν στην ακτή, σταμάτησαν στο σπίτι του ιερέα Παρθένιου. Εκείνη την εποχή, ο διάβολος, θέλοντας να εκτρέψει τον μακάριο Λουκά από τα βάσανα ως μάρτυρα για τον Χριστό, άρχισε να φυτεύει βλάσφημες σκέψεις στην καρδιά του και οπλίστηκε με τέτοια κολασμένη δύναμη εναντίον του Λουκά που ο Βησσαρίων αναγκάστηκε να διαβάσει προσευχές εξορκισμού πάνω του. Μόλις ηρέμησε ο Λουκάς και ηρέμησε η καρδιά του, πήγαν αμέσως στον ναό της Αγίας Μεγαλομάρτυρος Βαρβάρας, όπου μετέδωσαν τα Ιερά Μυστήρια του Χριστού για να δυναμώσουν. Ερχόμενος από την εκκλησία, ο Λουκάς ντύθηκε τούρκικα και έλαβε την ευλογία από τον Γέροντα Βησσαρίωνα και τον ιερέα, και αφού τους έδωσε ένα εν Χριστώ φιλί, πήγε στο σπίτι όπου υπήρχε κάτω δικαστήριο. Εκεί αποκήρυξε δημόσια τη μουσουλμανική πίστη, καταγγέλλοντας ως δόλο όσους τον ανάγκασαν να απαρνηθεί τον Χριστό.
Ο δικαστής, βλέποντας την ακαμψία του μάρτυρα, διέταξε να οδηγηθεί σε κατώτερο δικαστήριο και να τεθεί υπό την επίβλεψη ενός Ναζίρ. Εδώ ο άγιος μάρτυρας δέχτηκε τρομερούς ξυλοδαρμούς από τους ανελέητους υπηρέτες του Ναζίρ επειδή ζήτησε ευλογίες και προσευχές από τον Μητροπολίτη Μυτιλήνης, ο οποίος ήρθε στο Ναζίρ για δική του δουλειά. Ο Μητροπολίτης, αφού έμαθε για τον εκούσιο μάρτυρα, έστειλε αμέσως επιστολές στις εκκλησίες, καλώντας όλους τους χριστιανούς να προσευχηθούν για τον πάσχοντα στον Χριστό Θεό. Εν τω μεταξύ, ο Ναζίρ, με διάφορες υποσχέσεις, μετά με στοργή, και τελικά ακόμη και εκφράζοντας την επιθυμία να τον υιοθετήσει, προσπάθησε να παρεκκλίνει τον Λουκά από τη χριστιανική πίστη, αλλά όλα ήταν μάταια: ο πολεμιστής του Χριστού στάθηκε σταθερά ενάντια στον πειρασμό. Όπως βλέπουμε, τα λόγια που ειπώθηκαν στο Ευαγγέλιο από τον Ιησού Χριστό εκπληρώθηκαν αμετάβλητα πάνω του: «Όταν σας προδώσουν, μην ανησυχείτε για το πώς και τι θα πείτε· γιατί εκείνη την ώρα θα σας δοθεί τι να πείτε· γιατί δεν θα μιλήσετε εσείς, αλλά το Πνεύμα του Πατέρα σας που θα μιλήσει μέσα σας» (Ματθαίος 10:19.20). «Επειδή θα σας δώσω στόμα και σοφία, που δεν θα μπορούν να αντικρούσουν ούτε να αντισταθούν όλοι όσοι σας εναντιώνονται» (Λουκάς 21:15).
Τρεις μέρες αργότερα, ο Ναζίρ, καλώντας τον μάρτυρα κοντά του, του ανακοίνωσε ότι αν δεν απαρνηθεί τον Χριστό, θα τον απαγχονίσουν. Αλλά ο άγιος απάντησε ότι παρέμενε ακλόνητος στην πίστη του. Και έτσι ο Ναζίρ, έχοντας χάσει κάθε ελπίδα να αποπλανήσει τον μακαριστό Λουκά, διέταξε να τον κρεμάσουν.
Το ιερό σώμα του Οσίου Μάρτυρος Λουκά παρέμεινε κρεμασμένο στον τόπο της εκτέλεσης για τρεις ημέρες και τρεις νύχτες. Διατηρήθηκε από τον Παντοδύναμο Δημιουργό, δεν υπέφερε καθόλου από τις αλλαγές του αέρα, αλλά, αντίθετα, ήταν λευκό, τα μάτια και τα χείλη ήταν κλειστά ήρεμα, έτσι ώστε ο μάρτυρας φαινόταν να κοιμάται στον πιο γαλήνιο και ήρεμο ύπνο. Ταυτόχρονα, μια εξαιρετική ευωδία αναβλύχθηκε από το σώμα που πάσχει σε έναν μακρινό χώρο, που βλέποντας οι Χριστιανοί δόξασαν τον Θεό, που ενίσχυσε τη νεαρή (μόλις δεκαέξι ετών) να αγωνιστεί θαρραλέα και να λάβει το στεφάνι του μαρτυρίου.