Alors qu’il ne se destinait pas à la comédie, Luke Bracey s’inscrit à un casting par défi et décroche en 2009 un rôle dans le soap australien Summer Bay, qui a vu débuter ses compatriotes Chris Hemsworth, Melissa George, Isla Fisher ou encore Samara Weaving. 

Après un passage dans la série Dance Academy : Danse tes rêves, il apparaît pour la première fois au cinéma en 2011 dans la comédie familiale Bienvenue à Monte-Carlo dans laquelle l’ancienne star de Disney Channel Selena Gomez tient le rôle principal. Bracey est ensuite dirigé par le réalisateur Jon M Chu dans le film d’action G.I Joe : Conspiration. Le comédien y partage l’affiche avec une pléiade d’acteurs reconnus tels que Dwayne Johnson, Channing Tatum ou encore Bruce Willis.

A l'aise dans le registre de l'action, il tient le haut de l’affiche du thriller d’espionnage The November Man (2014) aux côtés de Pierce Brosnan. Ce dernier y incarne un ex-agent de la CIA traqué par son ancien élève. Luke Bracey est ensuite sur le devant de la scène en reprenant le rôle de Keanu Reeves dans le remake de Point Break mais le film est un échec public et critique.

Après le rôle d’un soldat dans Tu ne tueras point de Mel Gibson, Luke Bracey est absent des écrans pendant trois ans. Il réapparaît en 2019 en étant l’anti-héros de Lucky Day, le nouveau thriller d’action de Roger Avary, co-scénariste de Pulp Fiction.

Auteurs : Benjamin Sivignon et Emilie Schneider