Các học giả Kinh thánh không đồng ý về hoàn cảnh cái chết của Thánh Lu-ca. Hầu hết các học giả Công giáo cho rằng ông qua đời ở tuổi 84 tại Hy Lạp, trong khi nhiều học giả Chính thống giáo khẳng định rằng ông đã tử vì đạo sau cái chết của Thánh Paul.
Theo truyền thống Công giáo, bất chấp những tuyên bố của các tác giả Cơ đốc giáo ban đầu rằng Thánh Luca đã tử vì đạo, các tài liệu sớm nhất hiện có của giáo hội chứng thực rằng vị tông đồ này đã định cư ở Hy Lạp, đã viết phúc âm của mình và qua đời một cách yên bình ở tuổi 84 tại Boeotia.
Lịch sử Giáo hội Chính thống tuyên bố rằng Thánh Luca đã rao giảng phúc âm sau cuộc tử đạo của Thánh Peter và Thánh Paul, thu hút sự chú ý của người dân ngoại giáo và người Do Thái. Những người này được cho là đã nói với Hoàng đế La Mã Nero rằng ông ta đang thực hành ma thuật. Nero đáp lại bằng cách gửi cho Thánh Luke, người có đủ thời gian để giao sách cho một ngư dân địa phương trước khán giả. Nero được cho là đã cắt tay phải của mình, lúc đó Thánh Luke đã thực hiện một phép lạ bằng cách gắn nó vào cơ thể này rồi lại tách ra. Trong khi điều này gây ấn tượng với nội các của Hoàng đế, người sau đó tuyên bố tin vào Chúa Kitô, Nero đã đáp lại bằng cách chặt đầu toàn bộ lô đất, bao gồm cả Thánh Luke, và thi thể của vị thánh này bị ném xuống biển.
