Dopo il film sportivo di Peter Berg Friday Night Lights (2004) con Billy Bob Thornton, Jay Hernandez e Morgan Farris, Derek Luke è diventato uno degli attori di colore più quotati a Hollywood. Ma a portarlo alla ribalta è stato il decisivo ruolo di protagonista nel film di Denzel Washington Antwone Fisher. Una manciata di film, ma dai titoli ad alto tasso di celebrità, gli hanno consentito poi di fare il resto. È nato un neo divo?
Nato e cresciuto nel New Jersey, dopo aver studiato alla Linden High School, sposa l'attrice Sophia Luke dalla quale avrà il suo primo figlio. I primi passi come attore sono principalmente nel piccolo schermo grazie ai telefilm The King of Queens (1999-2000) di David Litt e Michael J. Weithorn con Jerry Stiller e Moesha (2001) di Erma Elzy-Jones e Jimmy B. Frazier.
Il debutto cinematografico andrà decisamente meglio grazie a Denzel Washington che lo sceglie come attore protagonista per la sua opera prima da regista: Antwone Fisher (2002). Luke è infatti Antwone un marinaio dal carattere difficile che viene mandato in cura da uno psichiatra (Washington) e con il quale cercherà di ritrovare la serenità che gli manca. Una nomination all'Mtv Movie Award ne sancisce definitivamente la bravura.
A quello, seguono il carino e indipendente Schegge di April (2003) e Spartan (2004), poi sarà accanto a Tim Robbins in Catch a Fire (2006) e a Jon Voight in Glory Road (2006), passando per l'occhio di Robert Redford che lo dirigerà accanto a Meryl Streep e Tom Cruise in Leoni per agnelli (2007). Onesto e simpatico, viene scelto per affiancare Kevin Kline in Definitely, Maybe (2008) e, grazie a un no di Wesley Snipes, prende il suo posto in Miracle at St. Anna (2009), il film di Spike Lee girato in Italia. Dopo vari film minori, si fa notare poi in Notorious (2009) e L'amore in valigia (2013).