В поствизантийский период исследователи встречают варианты росписи купола, где апостолы, в том числе Лука, а не пророки или праотцы изображаются в простенках барабана, как в церкви келлии великомученика Георгия в Провате на Афоне (росписи 1634/1635 г., мастера монах Меркурий и Атзалис). С XIV в. в росписях рядом с евангелистами появляются персонификации Премудрости (например, в церквах великомученика Георгия в Старо-Нагоричино, Македония (1317/1318 гг.); Богородицы «Одигитрия» в Печской Патриархии (около 1337 г.); Вознесения в монастыре Раваница, Сербия (1375–1377 гг.); Успения на Волотовом поле близ Великого Новгорода (1363 г.)). Образ Луки в числе четырёх евангелистов включается в Деисус и в деисусные чины иконостасов (например, икона «Апостольский деисус и 12 праздников», XII в., монастырь великомученицы Екатерины на Синае; поясной деисусный чин иконостаса собора монастыря Хиландар на Афоне, XIV в.). Образы четырёх евангелистов традиционно помещаются на створках царских врат иконостасов. В стенописях помимо минейных изображений Луки под 18 октября его отдельно стоящая фигура может напоминать о его значении первого иконописца и покровителя этого искусства. В росписи парекклисиона во имя Николая Чудотворца в кафоликоне Великой Лавры он стоит рядом со святым Лазарем Зографом (1559/1560 г., мастер Франгос Кателанос). В позднесредневековом искусстве Московской Руси возникают уникальные сюжеты, посвящённые Луке. В Лицевой летописный свод (Хронографический сборник. Библиотека Академии Наук, 1570 гг.) включены три миниатюры со сценами: казни Луки через распятие на «древе масличне плодовите», тайного погребения его тела, обретения его погребения учениками среди других гробов по молитве и чудесному явлению («одожди Бог ножицы, имиже кровь пущают врачебныя над гробом, образы художества его»), а также перенесения его тела в Константинополь, в храм святых Апостолов, в эпоху Констанция, сына императора Константина I Великого, осуществлённого при участии «дукса» мученика Артемия (все лица представлены на миниатюре). Лука – в античных одеждах, у него короткие и кудрявые русые волосы, короткая борода. Изображение Луки в циклах миней (рукописных, настенных, иконных) устойчиво и встречается под 18 октября в двух видах: в сцене перенесения мощей и как единоличный образ. На миниатюре в наиболее раннем сохранившемся рукописном минейном комплексе – «Минологии Василия II» (первая четверть XI в., Константинополь) – на архитектурном фоне с многоглавым храмом, открытым вовне нефом с колоннами (как полагают исследователи, церкви святых Апостолов в Константинополе), изображено положение в гробницу тела Луки и каждение над ним; так же, но в сокращённом варианте – в «Минологии» деспота Фессалоники Димитрия (1322–1340 гг.). Эта же сцена выбрана для изображения на минейной иконе – так называемом Синайском гексаптихе (вторая половина XI – первая половина XII вв., Константинополь, пинакотека монастыря великомученицы Екатерины на Синае). «Перенесение мощей» представлено и на фреске в нартексе церкви Вознесения сербского монастыря Дечаны (около 1350 г.) – служители несут закрытый саркофаг к храму, у врат которого его торжественно встречают. Единолично (в рост, по пояс или погрудно) Лука представлен на миниатюрах (например, в месяцеслове Служебного Евангелия, Константинополь, конец XI в.; в Минологиях – Исторический музей, последняя четверть XI в.; вторая половина XI в.; в греко-грузинской рукописи – Российская национальная библиотека, конец XV в.); в росписи храмов (например, в церкви великомученика Георгия в Старо-Нагоричино, Македония, 1317–1318 гг.); на минейных иконах (например, на годовой минее, начало XIX в., УКМ).