Евангелие от Луки не содержит эксплицитных внутренних указаний на авторство текста. В надписании третьего Евангелия, засвидетельствованном уже в «Мураториевом каноне», текст атрибутируется Луке, согласно традиции, сподвижнику апостола Павла, трижды упомянутому в паулинистическом корпусе. В «Послании к Колоссянам» Лука назван среди спутников апостола Павла наряду с Аристархом (заключённым вместе с Павлом), Марком, Иисусом-Иустом, Епафрасом и Димасом (Кол. 4:10–14; сообщение о Луке – стих 14). Исследователи полагают, что речь идёт о заключении апостола Павла в Риме, однако не исключают, что «Послание к Колоссянам» было написано в Эфесе, где Павел также находился под стражей. Следующее с точки зрения внутренней хронологии паулинистического корпуса упоминание Луки даётся в «Послании к Филимону», где апостол Павел перечисляет пять своих учеников, находившихся в Риме во время его заключения: Епафраса, Марка, Аристарха, Димаса и Луку (Фил. 23–24). Исследователи отмечают, что этот список почти идентичен тому, что приведён в «Послании к Колоссянам», однако заключённым с Павлом теперь назван Епафрас, а не Аристарх. Наконец, Димас и Лука наряду с другими учениками упоминаются во втором «Послании к Тимофею», причём сообщается, что Лука некоторое время был единственным спутником апостола Павла в Риме: «Ибо Димас оставил меня, возлюбив нынешний век, и пошёл в Фессалонику, Крискент в Галатию, Тит в Далматию; один Лука со мною» (2 Тим. 4:10). Исследователи отмечают, что упоминание Луки в Фил. 24 имеет особое значение, поскольку среди перечисленных свидетельств о Луке только оно относится к тексту, бесспорно атрибутируемому апостолу Павлу. Согласно Кол. 4:14, Лука был врачом. Данное свидетельство было единодушно воспринято патристической традицией, отождествлявшей Луку с автором третьего Евангелия и книге «Деяния святых апостолов». Этот же текст косвенно указывает на ещё одну биографическую характеристику Луки: в Кол. 4:10–11 о Марке и об Иисусе-Иусте сказано, что они «из обрезанных» (подразумевается, что остальные перечисленные в послании ученики Павла, в том числе Лука, не были ни евреями, ни прозелитами). Свидетельства паулинистического корпуса отчасти согласуются с позицией автора третьего Евангелия и книги «Деяния святых апостолов», который позиционирует себя как спутника апостола Павла. Об этом свидетельствуют многочисленные разделы, в которых автор говорит о себе и об апостоле Павле в первом лице мн. ч. (Деян. 16:10–17; 20:5–15; 21:8–18; 27:1–28:16). Первый из этих разделов повествует об отправлении апостола Павла из Троады в Македонию, и это позволяет исследователям предположить, что именно в Троаде Лука стал спутником Павла.