Ο Λουκάς Παπαδήμος γεννήθηκε σην Αθήνα στις 11 Οκτωβρίου 1947 με καταγωγή από τη Δεσφίνα τς Φωκίδας.
Αποφοίτησε από το Κολλέγιο Αθηνών και στη συνέχει σπούδασε Φυσική στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης (ΜΙΤ), από όπου και αποφοίτησε το 1970.
Δύο χρόνια μετά, το 1972 ολοκλήρωσε τις μεταπτυχιακές του σπουδές στην Ηλεκτρολογική Μηχανική ενώ το 1978 άλλαξε προσανατολισμό σπουδών με διδακτορικό στις Οικονομικές Επιστήμες.
Μέχρι το 1985 εργάστηκε ως βοηθός ερευνών και ειδικός επιστήμων στο ΜΙΤ και ως οικονομικός εμπειρογνώμωας στην Ομοσπονδιακή Τράπεζα των ΗΠΑ.
Αμέσως μετά επέστρεψε στην Ελλάδα όπου και ανέλαβε οικονομικός σύμβουλος της Τράπεζας της Ελλάδος.
Το 1984-1985 ήταν επισκέπτης καθηγητής στην Ανωτάτη Σχολή Οικονομικών και Εμπορικών Επιστημών (ΑΣΟΕΕ), ενώ το 1988 εξελέγη καθηγητής οικονομικών επιστημών στο Πανεπιστήμιο Αθηνών.
Συμμετείχε σε διάφορα διοικητικά συμβούλια και επιτροπές, όπως στην Επιτροπή Padoa-Schioppa (1986-1987) που συνέταξε την Έκθεση Efficiency, Stability and Equity (Oxford University Press, 1987), στην Επιτροπή Αγγελοπούλου (1989-1990), η οποία συνέταξε την Έκθεση για τη Σταθεροποίηση και Ανάπτυξη της Ελληνικής Οικονομίας και στην Επιτροπή Schneider (1990-1991) για την Αξιολόγηση Ερευνητικών Προγραμμάτων Οικονομικών Επιστημών στην Ευρωπαϊκή Κοινότητα.
Παράλληλα, από το 1985 μέχρι το 1993 κατείχε θέση οικονομικού συμβούλου στην Τράπεζα της Ελλάδος και διετέλεσε επίσης διευθυντής της Διεύθυνσης Οικονομικών Μελετών της Τράπεζας (1988-1992).
Το 1993 ο τότε πρωθυπουργός, Α. Παπανδρέου, τον τοποθέτησε στη θέση του υποδιοικητή και έναν χρόνο αργότερα έγινε διοικητής της Τράπεζας της Ελλάδος, θέση στην οποία κατείχε μέχρι το 2002.
Το 2002 από την Τράπεζα της Ελλάδος περνά στην Ευρωπαϊκή Κεντρική Τράπεζα στην αντιπροεδρία της οποίας υπηρέτησε μέχρι το 2010.
Με την ολοκλήρωση της οκταετούς θητείας του αποδέχτηκε τη θέση του άμισθου οικονομικού συμβούλου στο γραφείο του πρωθυπουργού, Γ. Παπανδρέου.
Επιπλέον, υπήρξε εκ των στενών συνεργατών του πρώην πρωθυπουργού Κώστα Σημίτη τον οποίο και συνέδραμε στο έργο της εισόδου της Ελλάδας στην Οικονομική Νομισματική Ενωση.
Παράλληλα διετέλεσε μέλος του Συμβουλίου του Ευρωπαϊκού Νομισματικού Ιδρύματος (1994-1998) και πρόεδρος της Υποεπιτροπής Νομισματικής Πολιτικής της Επιτροπής των Διοικητών των Κεντρικών Τραπεζών της Ευρωπαϊκής Κοινότητας (1993-1995).
Από το 2006 είναι μέλος της Ακαδημίας Αθηνών. Η ερευνητική εργασία και το συγγραφικό του έργο έχουν επικεντρωθεί σε θέματα μακροοικονομικής θεωρίας και πολιτικής, όπως η διάρθρωση και λειτουργία των χρηματοπιστωτικών αγορών, το
πρόβλημα του στασιμοπληθωρισμού, η αποτελεσματικότητα των μέσων άσκησης νομισματικής πολιτικής και η οικονομική πολιτική στην Ευρωπαϊκή Ένωση.
