Jest absolwentem Wydziału Biologii i Nauk o Ziemi Uniwersytetu Łódzkiego (1982). Doktoryzował się w zakresie mikrobiologii na Wydziale Biologii. W latach 1982-1993 był pracownikiem naukowo-badawczym w Instytucie Mikrobiologii i Immunologii Uniwersytetu Łódzkiego. Odbył staż naukowy w zakresie patogenezy bakterii w Forschungsinstitut Borstel w Niemczech w ramach stypendium z Deutscher Akademischer Austauschdienst. Otrzymał stanowisko naukowe w Baylor College of Medicine, USA w 1997. Od 2003 r. jest profesorem mikrobiologii, immunologii i biologii komórkowej w szkole medycznej w West Virginia University w USA. W roku 2004 przeprowadził przewód habilitacyjny na Uniwersytecie Łódzkim.
Prof. Łukomski specjalizuje się badaniach czynników patogenezy bakterii. W ostatnim okresie wyspecjalizował się w badaniach białek kolagenopodobnych mikroorganizmów, których jest współodkrywcą, w szczególności w bakterii paciorkowca ropotwórczego, Streptococcus pyogenes. Po raz pierwszy wykazał, że region kolagenopodobny faktycznie przyjmuje strukturę kolagenu ssaków i jest rozpoznawany przez ludzkie receptory kolagenu. Produkcja funkcjonalnych białek rekombinowanych została opatentowana i jest opracowywana przez firmę biotechnologiczną jako biomateriał pomocny w gojeniu ran. Bieżące projekty naukowe obejmują rolę tych białek w formowaniu biofilmu i kolonizacji gospodarza, odporności immunologicznej i odpowiedzi autoimmunologicznej podczas infekcji paciorkowcowych. W badaniach współpracuje z licznymi zespołami w USA, Europie, Azji i Ameryce Południowej.