Piamontés, licenciado en Economía y Comercio, en 2003 entra en la casa de Gran Hermano y rápidamente se gana la simpatía del público. Ya el conocido reality le supone una oportunidad única para mostrar su propio potencial. Al año siguiente, de hecho, Luca figura en el reparto de la serie de televisión "Carabinieri". En la piel del auxiliar Marco Tosi, el joven actor se confirma para la siguiente temporada, y así, da un paso adelante hacia la popularidad.

En 2006 debuta en el cine con "A Casa Nostra" ("En Nuestra Casa") bajo la dirección de Francesca Comencini y junto a Luca Zingaretti y Valeria Golino. En el mismo año, Luca Argentero es el protagonista de "Il Quarto Sesso" ("El Cuarto Sexo"), cortometraje dirigido por Marco Costa. Después de estos dos trabajos, al poco tiempo Ferzan Ozpetek lo selecciona para su sexta película.