Diplômé en 1953 de l'Académie d'art dramatique "Silvio d'Amico" de Rome, Luca Ronconi se consacre d'abord à une carrière d'acteur.
En 1965 il met en scène une pièce de Térence, Un Ennemi de soi-même. Dès 1966, Ronconi est salué par la critique comme un des metteurs en scène les plus importants de l'avant-garde italienne.
En 1968 sa mise en scène du Roland Furieux, adaptation de l'Arioste, pour le festival de Spolète, sort du cadre traditionnel de l'architecture scénique : les spectateurs doivent se déplacer, ils sont entourés d'une foule d'acteurs. Le spectacle tourne dans le monde entier. En France, il est présenté aux Halles, dans le dernier des pavillons Baltard.
En 1975, Luca Ronconi est nommé directeur du Festival de Venise. Il monte Utopia, d'après Aristophane. Les spectateurs sont placés de part et d'autre d'une rue où passent des voitures des années 50, des camions, des chambres à coucher : Ronconi bouscule à nouveau les habitudes des spectateurs. Le spectacle est accueilli dans le cadre du Festival d'automne à Paris.

Luca Ronconi monte Kleist, Middleton, Ibsen, Schnitzler, Euripide, Pasolini,..., abordant toutes les époques et tous les répertoires.
En 1989 il prend la tête du Teatro Stabile de Turin, qu'il quitte pour Rome en 1994. Cette année-là il monte aux Amandiers de Nanterre la Serva Amorosa de Goldoni.

Parallèlement, il met en scène de nombreux opéras, pour la Fenice de Venise, le Teatro Communale de Florence, le Deutsch Oper de Berlin, la Scala de Milan.

Il a reçu en 1998 au festival de Taormine le Prix Europe pour le Théâtre, pour l'ensemble de sa carrière. En août 1998, il a été nommé délégué artistique du Piccolo Teatro di Milano.

A l'Odéon, il a présenté :

- XX, en 1971 (spectacle tiré de La Roue, de Juan Wilcock)
- Le Barbier de Séville, de Rossini, en 1975
- Le marchand de Venise, de Shakespeare, de novembre 1987 à janvier 1988 (création Comédie-Française)
- Questa Sera si recita a Soggetti (Ce soir on improvise), de Pirandello, en mars 2004
- Il Ventaglio (L'Eventail) de Goldoni en mai 2007