Na początku XX wieku przez Łuków przeszła fala niepokojów rewolucyjnych i walk o szkołę polską. W listopadzie 1905 r. miasto było świadkiem strajku szkolnego w sprawie wprowadzenia języka polskiego do szkół. W latach kolejnych, podczas niemieckiej okupacji towarzyszącej I wojnie światowej w mieście funkcjonowały Łukowska Rada Powiatowa oraz Rada Miejska, nie posiadające żadnego odpowiednika w całym byłym Królestwie Polskim.
Utworzona wówczas Łukowska Milicja Powiatowa była jedyną polską formacją na terenie trzech zaborów. W Łukowie działały także Konfederacja Polska i Polska Organizacja Wojskowa, które 11 listopada 1918 r. rozbroiły garnizon niemiecki w mieście. Zadaniem tym kierował Eugeniusz Kwiatkowski, późniejszy wicepremier, minister przemysłu i handlu, minister skarbu, uznawany za jednego z budowniczych II RP.
W okresie międzywojennym Łuków mimo niewielkich osiągnięć gospodarczych był przodującym miastem województwa lubelskiego pod względem życia społecznego, politycznego i kulturalnego. Funkcjonowały tu m.in. gazety i teatr. Podczas wojny polsko-bolszewickiej w 1920 roku miasto zostało na kilka dni zajęte przez Sowietów. Obecność wojsk radzieckich podzieliła mieszkańców, z których część poparła okupanta. W reakcji na to zachowanie doszło do grabieży, a nawet wymierzania kary śmierci na żydowskich mieszkańcach Łukowa.
Stopniowy rozwój miasta przerwał wybuch II wojny światowej, a najtragiczniejsze okazały się dni 4 i 7 września 1939 r., kiedy od bomb zrzucanych przez samoloty niemieckiej Luftwaffe zginęło kilkuset jego mieszkańców. W Łukowie w czasie wojny funkcjonowało getto, w którym umieszczono mieszkających tu Żydów, a także osoby tej narodowości z innych miast, a nawet ze Słowacji, Węgier i Francji. W czasie okupacji Niemcy wymordowali całkowicie ludność żydowską, stanowiącą niemal połowę mieszkańców Łukowa. Jedną z zabitych osób był rabin Ber Erlich Słuszny - dziadek Meira Dagana, późniejszego dyrektora izraelskiego Mosadu. Żydów mordowano na miejscu, pod pobliską wsią Malcanów, wywożono też do obozów zagłady w Treblince i na Majdanku.
W czasie wojny oraz po jej zakończeniu w mieście oraz w okolicach Łukowa funkcjonował zorganizowany ruch partyzancki. Pierwsze zawiązane zostały struktury SZP (Służby Zwycięstwu Polski), przekształcone następnie w Związek Walki Zbrojnej i Armię Krajową. Aresztowania i represje ze strony zarówno Niemców, jak i późniejszego komunistycznego aparatu bezpieczeństwa spowodowały częste zmiany na stanowiskach dowódczych Komendy Obwodu. Ostatnim Komendantem Obwodu AK Łuków był kpt. Wacław Rejmak „Ostoja”, który kierował nim do chwili rozwiązania Armii Krajowej. Przez pewien czas partyzanci prowadzili swoje działania m.in. na terenie pobliskiego kompleksu leśnego „Jata”.
Jednak dopiero ostatni miesiąc okupacji, tj. lipiec 1944 r. przyniósł niespotykane w ciągu całej II wojny światowej straty w mieście. 23 lipca Łuków został wyzwolony przez Armię Radziecką wspomaganą przez oddziały Armii Krajowej. Niemcy w reakcji na utratę miasta przeprowadzili w następnych dniach bombardowanie, które zniszczyło ponad 80% wszystkich zabudowań. Zniszczone zostało prawie całe śródmieście i przyległe ulice. Piloci niemieccy zrzucili także tysiące min, zabijając cywilnych mieszkańców miasta i powodując obrażenia wśród setek innych osób. Budynki odbudowano dopiero po kilku latach, a ożywienie inwestycyjne przyszło po roku 1956. Do tej pory centrum Łukowa straszyło ruinami i pustkami po zniszczeniach.
Po zakończeniu wojny miejsce AK zajęły inne organizacje konspiracyjne: Zrzeszenie Wolność i Niezawisłość i Narodowe Siły Zbrojne. Ich członkowie prowadzili walkę przeciwko członkom NKWD i funkcjonariuszom Urzędu Bezpieczeństwa. Jednym z ważnych wydarzeń z udziałem tych formacji było rozbicie Powiatowego Urzędu Bezpieczeństwa Publicznego w Łukowie 24 stycznia 1946 r., kiedy uwolniono wielu więźniów bezpieki i przejęto komunistyczne dokumenty.