В конце 1930-х гг. ряд сортов селекции П. П. Лукьяненко (Гибрид 622, Краснодарка 622/2, Первенец Н 51) был районирован, а их автор в 1940 году получил Большую серебряную медаль ВСХВ. Во время войны П. П. Лукьяненко вывез селекционный материал в Алма-Ату, где продолжил свои опыты. В 1944 г. им была создана Скороспелка 2; в 1945 г. ― Новоукраинка 83, имевшие более высокую урожайность. В 1946 году автор новых сортов стал лауреатом Сталинской премии, а в 1948 году ― академиком ВАСХНИЛ.
Большим успехом П. П. Лукьяненко стал сорт Безостая 4, полученный скрещиванием Скороспелки 2 и украинской Лютесценс 17. Она была на 20 см. ниже Новоукраинки и на 5 % урожайнее.
В 1955 году П. П. Лукьяненко на основе Безостой 4 создал Безостую 1, ставшую главным его достижением в селекции. Она давала 3540 ц/га на полях и порядка 60 ц/га на сортоучастках; имела короткий стебель; была устойчива к ржавчине; не осыпалась, что было особенно важно при механизированной уборке. Безостая 1 широко распространилась в нашей стране и за рубежом. Она была районирована в 48 областях России и Украины, в Болгарии, Румынии, Чехословакии, Венгрии, Югославии, Турции, Афганистане, Иране. К 1971 г. площадь посевов Безостой 1 в СССР достигла 13 млн. гектаров. В 1975 г. сорта академика Лукьяненко занимали около 40 % посевной площади озимой пшеницы в Советском Союзе. В Венгрии его Безостая-1, Скороспелка 3б, вместе с Мироновской 808 селекции В. Ремесло заняли 80 % всех посевов пшеницы. Безостая 1 также стала ценным источником селекции, широко используемым и в настоящее время. В 1972 г. были районированы сорта селекции П. П. Лукьяненко Кавказ и Аврора.
П. П. Лукьяненко был сторонником мичуринского направления в биологии. В селекционной работе он применял метод географически отдалённого скрещивания и разработанный Т. Д. Лысенко приём направленного изменения наследственности путём преобразования яровых в озимые. Как и Т. Д. Лысенко, П. П. Лукьяненко критически относился к пропагандировавшимся тогда оппонентами мичуринцев методам использования химических и радиоактивных веществ для получения новых сортов пшениц. Он писал: "Пшеница является одним из первых растений, с которым были начаты работы по получению искусственных мутаций воздействием рентгеновский лучей, а позже и других ионизирующих излучений… искусственные мутации у пшеницы изучаются уже около сорока лет … Несмотря на это, ни одного сорта пшеницы, ни в одной стране мира таким способом не выведено"
