Luke Treadaway pochodzi z hrabstwa Devon w Anglii. Jako nastolatek grał w zespole, który założył wraz z bratem bliźniakiem - Harry'm. Występował w brytyjskim National Youth Theatre i Thirteen Theatre. Ukończył The London Academy of Music and Drama (LAMDA). Zdobył tam wiele umiejętności przydatnych w pracy aktora, takich jak: taniec nowoczesny (poziom zaawansowany), street jazz, taniec towarzyski, stepowanie, flamenco, podstawy tańca historycznego. Gra na gitarze basowej i śpiewa.
Uprawia tenis, rugby i żeglarstwo.

Zadebiutował w wieku 19 lat w filmie "Bracia syjamscy", gdzie wraz z bratem bliźniakiem - Harry'm, zagrał członka zespołu punk rockowego The Bang Bang, który tworzyli między innymi bracia syjamscy: Toma Howe i Barry Howe. Bracia Treadaway początkowo nie chcieli przyjąć tej roli w obawie przed zaszufladkowaniem ich jako bliźniaków już na początku kariery. Jednak po przeczytaniu scenariusza, zaintrygowani historią, zgodzili się wystąpić w filmie. Aby wczuć się w sytuację bliźniaka syjamskiego, podczas trzymiesięcznych prób Luke pozostawał połączony z bratem za pomocą specjalnego wiązania i spał z nim w jednym łóżku. Dla potrzeb filmu bracia uczyli się także wschodnio-angielskiego akcentu, słuchali muzyki z lat 60' i wczesnych 70' oraz nagrali własny album muzyczny.