Николай Луганский родился в семье научных сотрудников (отец, Лев Борисович, — физик, мать, Анна Николаевна, — химик).
Играть на фортепиано начал в возрасте пяти лет. Учился в Центральной музыкальной школе г. Москвы у Т. Е. Кестнер (1979—1990). В 1995 году окончил Московскую консерваторию (его учителями были Т. П. Николаева и С. Л. Доренский); в 1997 году окончил ассистентуру-стажировку (руководитель — С. Л. Доренский). С 1998 года преподаёт в Московской консерватории по классу специального фортепиано совместно с профессором С. Л. Доренским.
Николай Луганский является солистом Московской филармонии и удостоен званий «Заслуженный артист России» и «Народный артист России» (2013).
Луганский серьезно увлекается шахматами, часто посещает турниры в качестве зрителя. Много читает, особенно любит поэзию Пушкина и рассказы Чехова, на гастроли всегда берет с собой литературу. Свободно владеет немецким, английским и французским языками, а также разговорным испанским.