Лукас Мичем родился и вырос в Северной Каролине, США. Учился в школе музыки Истмана и Йельском университете. Актер начал свою карьеру в музыкальном театре, перейдя в оперу благодаря программе для молодых исполнителей «Центральной городской оперы» и «Оперы Сан-Франциско».
В 2009 году дебютировал в «The Royal Opera», где исполнил партию Энея в картине «Дидо и Эней», а затем, там же спел Графа Альмавива, Фигаро и Марселя. Настоящим прорывом в его карьере стала партия Ореста для «Lyric Opera» в Чикаго. С тех пор он пел для всех ведущих оперных театров США и таких международных опер, как «Венская государственная опера», «Парижская опера», «Театр Реал», «Метрополитен Опера».
Он исполнил партию Марселя в известной опере Джакомо Пуччини «Богема», которую поставил Франко Дзеффирелли с молодыми артистами на сцене «Метрополитен Опера». Онлайн-трансляция спектакля проходит в кинотеатрах в рамках проекта «The Met: Live in HD». Его партнерами по сцене стали Соня Йончева, Сюзанна Филлипс, Майкл Фабиано, Алексей Лавров, Мэттью Роуз, Пол Плишка. В российском прокате «Богема» вышла в 2018 году.