Тогава Валентин постъпил в юридическия факултет, където той започнал да изучава история, философия, римско право, политическа икономия - повечето от тези предмети се оказали много важни в неговото духовно образование. 
След година в юридическия факултет, той постъпил в медицинския факултет. През 1903 г. той завършил университета и решил да стане провинциален лекар. Той помнил лицата на молещите се за изцеление, които ходили в Киево-Печорската лавра. Докато чакал за назначението си, той започнал работа в очното отделение на Киевската клиника. Той започнал да кани селяните в къщата си. Мизерията и нищетата на селския живот предизвиквали болестта трахома, която водела до слепота. Стаите в къщата заприличали на лазарет, където светител Лука ги лекувал, а майка му Мария ги хранила. 
През 1904 г. избухнала Руско-японската война и Валентин бил изпратен на фронта, където станал завеждащ хирургическо отделение. Там той се запознал със своята бъдеща жена - Ана Ланска. Оттам те заминали в селце в Курска губерния в малка болничка. Там той отново оперирал, и по правило винаги успешно, което се разчуло в съседните селища. Светител Лука си спомнял една "любопитна история".След операция, по рождение сляп просяк прогледнал. Като лекар Валентин Феликсович можел да даде научно обяснение на това, но за неграмотния пациент това било късмет. След два месеца пред неговия кабинет се наредила опашка от всички слепи хора в региона. Той работил до 1917 г. в провинциалните болница в Курска, Симбирска, Саратовска и Владимирска губерния. В тези години той спасил много човешки животи. 
Започнала Първата Световна Война, и забравеното Божие присъствие в неговия живот отново оживяло и той започнал да посещава богослужения. Това му придавало сила, понеже научната работа и обширната хирургическа практика го изтощавали физически и психически. По това време се родило и неговото 4 дете.
През 1917 г. той започнал работа като главен лекар и хирург на Ташкентската болница. В този период на гости им дошла сестрата на жена му, на която дъщерята скоро починала от туберкулоза. Тя донесла незнайно защо и одеалото на дъщеря си. Валентин споделил с жена си недоброто си предчувствие за това. Малко след това светителя открил симптоми на туберкулоза у жена си.
Революцията в Русия и последвалата я гражданска война през 1918 година достигнали и до Ташкент. Бившите енориаши започнали да грабят и рушат храмовете. Вместо да се дистанцира или притесни, той още по-сериозно се заел с молитва, посещавал храма, лекувал и преподавал. Прочутият в целия град хирург правел впечатление и със своята религиозност. През 1919 г. съпругата му Ана починала на 38 г. и той останал сам с 4 малки деца. Болката след загубата той лекувал с християнска вяра.
След революцията, когато започнало гонението на вярата в Ташкент, Валентин започнал да посещава сбирките на църковното братство.
Ташкентският и Туркестански епископ Инокентий казал на бъдещия владика: "Докторе, Вие трябва да станете свещеник!". На посвещаването му в дяконски чин се стекъл целият медицински факултет. "Чувствах, че е мой дълг да защитя с проповед нашия оскърбен Спасител", пише архиепископ Лука в своите мемоари.
След като приел свещенически сан, отец Валентин оперирал както преди, четял лекции на студентите, винаги с расо и кръст. 20-те години били много трудни за Църквата. Много йерарси в Русия били убити. Патриарх Тихон бил арестуван, защото анатемосал новата власт, а управляващият епископ Инокентий напуснал Ташкент. Предложили на отец Валентин да възглави църквата в Туркестанския край.

През 1923 година 46-годишният свещеник бил постриган в монашество. Малко по-късно приема епископска хиротония с името Лука - в чест на свети апостол и евангелист Лука - лекар и иконописец. Назначили го за Ташкентски и Туркестански епископ. Високата църковна служба не го отделила от медицината. Съвременниците на свети Лука били поразявани от удивителния му характер. Той никога не се притеснявал да каже пред всички какво мисли за безбожната власт. Запазен е разговор на епископа с един от най-свирепите агенти на ЧК (КГБ) в Ташкент, зловещия Петерс:

- Значи Вие, Войно-Ясенецки, нощем се молите, а през деня режете хората?
- Аз "режа" хората в името на тяхното спасение - отвърнал свещеникът. - А в името на какво ги режете (на руски глаголът означава и "коля" - б.р.) вие?
- Как можете да вярвате в Бога? Нима сте Го виждали?
- Не, не съм Го виждал. Правил съм много мозъчни операции, господине. И когато отворя черепната кутия - не виждам къде е умът, съвестта също. Значи ли това, че ги няма? 
Но още след първите му изяви като архиерей започнали изпитанията. Ставало все по-трудно да работи - да бъде активен хирург и активен църковен деятел ставало невъзможно. През 1923 г. епископ Лука бил арестуван по обвинение в антисъветска дейност и заточен в Енисейск, Сибир.
И тук той продължил да се занимава с църковна дейност и да оперира, упорито събирал материали за отдавна замислените "Очерци по гнойна хирургия". След три години в заточение епископ Лука бил реабилитиран и се върнал в Ташкент. Катедралният храм в Ташкент бил разрушен. Епископ Лука започнал да служи като обикновен свещеник в църквата "Преподобни Сергий Радонежки", недалеч от своя кабинет. Но през 1930 година отново бил арестуван и изпратен в Архангелск - до 1933 г. През 1934 година излязло първото издание на неговите "Очерци по гнойна хирургия". За кратко книгата предизвикала огромен интерес и се изчерпила.
Спокойният живот продължил общо три години. Настъпила страшната 1937 година. На 13 декември епископ Лука бил арестуван отново и обвинен... в шпионаж.
В неимоверно тежките условия на затвора, разпитван постоянно ден и нощ, лишен от сън, с подути крака от дългото стоене, владиката започнал гладна стачка. Бил вече на 60 години. Две години неговото семейство не знаело нищо за него. В тежко здравословно състояние той прекарал четири години в килията и в лагерната болница. Не се предал духом и не признал скалъпените обвинения. Лагерът приключил със заточение в Сибир, в село Голяма Мурта.
Навсякъде владиката бил готов да се притече на помощ. Той лекувал и оперирал понякога с подръчни средства: нож от кухнята, шлосерски клещи, зашивал раната с женски коси... Когато започнала войната, пристигнала телеграма в Москва от епископ Лука, адресирана до Михаил Иванович Калинин, Председател на президиума на Върховния съвет на СССР (формалния държавен глава на СССР - б.р.). Ето нейното съдържание: "Аз, епископ Лука, по фамилия професор Войно-Ясенецки, отбивам службата си в лагер в село Голяма Мурта, Красноярски край. Специалист съм по гнойна хирургия и мога да окажа помощ на фронта или в тила. Моля моето заточение да бъде прекъснато или да бъда изпратен да служа в болница. След края на войната съм готов да се върна в лагера. Епископ Лука."
Искането било удовлетворено. По време на войната светител Лука бил завеждащ хирургично отделение в болница. Той се грижел за най-тежките случаи и извършвал операции денонощно. След края на войната архиепископ Лука бил награден с медал. Но това не попречило на властите да продължат неговото заточение - трябвало да се върне в лагера.
Епископ Лука носел своя кръст с чест и достойнство. Той пише: "Главното в живота е винаги да се прави добро на хората. Ако не можеш да направиш голямо добро, постарай се да извършиш поне малко."
Единадесет години през митарствата на затвори и заточения свети Лука останал верен на православната вяра. Можел да получи свобода, известност, предлагали му да възглави институт, но в замяна искали от него да се отрече от Бога. Той предпочел да не предава вярата. През 1946 година епископ Лука бил избран за Кримски и Симферополски архиепископ.
"Смятам за своя главна задача навсякъде и винаги да проповядвам за Христос" - говорил той на своите духовни чеда.
На 11 юни 1961 година архиепископ Лука починал. Три дни не преставал човешкият поток към гроба на архиепископа-лекар, а в деня на погребението процесията достигнала три километра. По-късно започнали да постъпват съобщения, че много болни, които се покланяли на гроба на владика Лука, по молитвите му получавали изцеление. Чудесата не престават и днес.
През 2000 година Руската православна църква официално причислява светител Лука Войно-Ясенецки към лика на светиите. Но хората го смятали за светец много по-рано. Неговите мощи са изложени за поклонение в съборната църква "Света Троица" в Симферопол. Всяка година на 11 юни мощите се изнасят с литийно шествие по улиците на града.

И четирите му деца -Михаил, Валентин, Алексей и Елена последвали неговия професионален път и станали лекари, внуците и правнуците - също.