Ausgebildet wurde Luka Mitev zunächst in seiner Heimat von seinem Vater und studierte dann am Mozarteum Salzburg bei Marco Postinghel. Es folgte ein Masterstudium an der Hochschule für Musik Hanns Eisler in Berlin bei Volker Tessmann. Außerdem war Luka Mitglied der Karajan-Akademie der Berliner Philharmoniker, wo er Schüler von Stefan Schweigert  war.

Als Musiker, die ihn außerdem geprägt haben, nennt er Bence Bogányi, Stefan Schilli, Dag Jensen, Giorgio Mandolesi, Andrea Zucco und Stefano Canuti.