В 1926 году работал в опорном пункте в г. Ессентуки, техник.
В 1927—1928 годы — станица Кореновская, опытное поле, заведующий.
В 1928—1929 годы — станица Крымская, Кубано-Черноморский НИИ.
В 1930—1956 годы — Краснодарская селекционная станция , старший научный сотрудник. С 1941 года — заместитель директора по научной части.
В 1956—1973 годы — Краснодарский НИИ сельского хозяйства, старший научный сотрудник, заведующий отделом селекции колосовых и зернобобовых культур.
В 1964 году — вице-президент ВАСХНИЛ по зоне Северного Кавказа и Центрально-Черноморских областей РСФСР.
Умер 13 июня 1973 года.
П. П. Лукьяненко в своей работе использовал те же принципы и методы селекции, которые с успехом применяли ведущие генетики и растениеводы всего мира, включая Н.И.Вавилова.
Значительная часть материала, применявшегося Лукьяненко для скрещиваний, была получена из коллекций ВИРа, собранных Вавиловым и его коллегами.
Использовал метод внутривидовой гибридизации отдалённых форм озимой пшеницы и последующий отбор, ускоренные схемы селекции в теплицах и камерах. Создавал низкорослые сорта озимой пшеницы.
В Госсортиспытание были переданы 46 сортов пшеницы, выведенных Лукьяненко. 25 из них были районированы. Одним из уникальных сортов является "Безостая 1". Лидер Зелёной революции Норман Борлоуг называл сорт Безостая-1 лучшим сортом пшеницы, выведенным до сих пор.Посевы Безостой-1 занимали большие площади: в конце 1960-х гг. по крайней мере 13 млн га в СССР, Восточной Европе, Иране, Турции, а также в других засушливых регионах. К 1972 г. Безостая-1 занимала 18 млн га.
Академик АН СССР (1964), академик ВАСХНИЛ (1948).
Член Европейской ассоциации селекционеров (1965),
Заслуженный деятель науки РСФСР (1966),
Почётный член Венгерской АН (1965),
Иностранный член Академии сельскохозяйственных наук НРБ (1967),
Иностранный член Королевской академии сельского хозяйства и лесоводства Швеции (1968),
Почётный доктор Академии сельскохозяйственных наук ГДР (1971).
НАГРАДЫ:
Сталинская премия (1946)
Ленинская премия (1959)
Дважды Герой Социалистического Труда (1957, 1971)
Три ордена Ленина (1957, 1966, 1971)
Три ордена Трудового Красного Знамени (1950, 1956, 1961)
Награждён медалями СССР, золотой медалью имени И.В. Мичурина, тремя Большими золотыми медалями ВСХВ и ВДНХ
Орден Труда (ЧССР, 1968)
Орден Георгия Димитрова (НРБ, 1966)
Орден Югославского Знамени с Золотой Звездой (1967)
Орден "Научная Заслуга" I степени (Румыния, 1970)
Кавалерский крест ордена "Возрождения Польши" (1972)
