Originaire de Rome, Luciano Acocella fait ses études musicales au Conservatoire de Santa Cecilia et complète sa formation à l’Académie Royale de Musique de Copenhague. En 1996, il remporte le Concours International Prokofiev à Saint-Petersbourg et le Concours International Mitropoulos à Athènes. Il est immédiatement remarqué par Daniele Gatti qui lui demande de collaborer à diverses productions en Italie.

Il fait ses débuts à l’opéra en 2000 à Copenhague, dans Le Viol de Lucrèce de Britten. Il débute en Italie en 2002 avec Manon Lescaut au Teatro Comunale de Bologne et au Japon avec Le Barbier de Séville. Il dirige Madame Butterfly et Adriana Lecouvreur dans les principales villes de Lombardie, ainsi qu'à Bologne. En 2004, lors d’une tournée de Bologne à Séoul, il dirige Rigoletto. L'année suivante, Luciano Acocella mène la première mondiale contemporaine des Capulet et des Montaigu dans la version de 1830, au Festival della valle d’Itria. Le rôle-titre est interprété par sa femme, Patrizia Ciofi. En 2007, il donne Lucia di Lammermoor avec son épouse à Marseille. Le Centre Français de Promotion Lyrique (désormais appelé Génération Opéra) lui confie en 2008 la direction d’une nouvelle production du Voyage à Reims de Rossini qui le conduit dans la plupart des maisons d'opéra française.

En 2011, Luciano Acocella est nommé Directeur de l’Opéra de Rouen pour trois ans. La même année, il dirige l'Orchestre de Montpellier au concert Musiques en fêtes des Chorégies dans lequel il se produit régulièrement les années suivantes, puis Roméo et Juliette de Gounod à Marseille. Luciano Acocella prend la direction de La Traviata à Liège, Rouen, Versailles et Avignon en 2012. L'année suivante, il dirige Carmen à Rouen. Cette année-là, il est à la direction de la création controversée de Michel Fourgon Lolo Ferrari, dans une mise en scène de Delaunoy à Rouen. En 2014, il quitte la direction de l'Orchestre de l'Opéra de Rouen, après un unique mandat. A Massy, il dirige Otello en 2015, dans une mise en scène de Nadine Duffaut. En 2016, il participe au Festival de bel canto Rossini in Wildbad, avec Demetrio e Polibio et Le Comte Ory, tous deux mis en scène par Nicola Berloffa. L’année suivante, il mène La Favorite de Donizetti à l'Opéra Royal de Wallonie, dans une mise en scène de Rosetta Cucchi.

En juin 2023, Luciano Acocella dirige de nouveau l'orchestre de l'émission Musiques en fête, en direct des Chorégies d'Orange.