Через три года священнического служения иерей Валентин принял монашеский постриг с именем апостола, евангелиста, врача и иконописца Луки. 30 мая 1923 года иеромонах Лука был тайно хиротонисан во епископа и назначен на Туркестанскую кафедру.
С этого времени начинается крестный путь владыки.
Ему пришлось пережить множество арестов, пытки, ссылки. Но это не ослабило его веры и горячей ревности в служении ближним. Первый арест произошел в мае 1923 года, из последней ссылки владыка вернулся в 1943 году и был назначен на Тамбовскую кафедру.
В 1946 году епископу Луке была присуждена Сталинская премия I степени за выдающиеся научные труды «Очерки гнойной хирургии» и «Поздние резекции при инфицированных ранениях больших суставов», которые до сих пор не теряют своего значения. Вообще святитель Лука — автор более 55 научных работ по хирургии и анатомии, а также апологетических трудов и множества проповедей.
С 1946 по 1961 год владыка был правящим архиереем Крымской епархии. По воспоминаниям людей, «когда владыка служил, в храм нельзя было войти — столько там было народу. Он обладал не только даром слова и обширной эрудицией, огромным умом и высокой культурой, он обладал подлинной духовной силой и мог обратить в веру человека, который был атеистом до мозга костей». В конце жизни владыка ослеп, но при этом не оставлял свой паствы.
Преставился ко Господу верный Его служитель 11 июня 1961 года, в День Всех Святых, в земле Российской просиявших. На похороны его пришло огромное количество людей, так что власти, которые пытались не допустить «пешей процессии», ничего не смогли сделать.
Лука был прославлен как святой исповедник в сонме новомучеников и исповедников российских. Он почитается как святой и другими поместными церквями, в частности — Элладской Православной Церковью. Господь прославил Своего угодника обильными чудесами.
ЧУДЕСА ПО МОЛИТВАМ СВЯТИТЕЛЯ ЛУКИ (ВОЙНО-ЯСЕНЕЦКОГО)
В 1949 году у священника Леонида Дунаева заболела жена, матушка Капитолина. Отец Леонид сказал об этом святителю Луке, и тот запретил давать ей любые лекарства. На следующий день владыка справился о здоровье матушки и опять повторил запрет давать лекарство. На третий день, после Литургии, владыка пришел в дом навестить больную матушку. Та лежала, прикованная недугом к постели, и даже не могла принимать пищу. Святитель зашел в дом.
— Где больная?
Его отвели в комнату больной.
— Отец Леонид меня не послушал. Я же ему сказал, чтобы он не давал вам никаких лекарств.
