W 1901 roku zamieszkał w Warszawie, gdzie był stałym współpracownikiem "Tygodnika Ilustrowane­go". Jego zdjęciami ilustrowane były m. in. cotygodniowe kroniki pisane przez Władysława Reymonta. Odbywał dalekie podróże, np. do Egiptu. Polską fotografię artystyczną wprowadził szeroko na arenę międzynarodową; zdjęcia jego reprodukowane były w wielu czasopismach polskich i zagranicznych. "Photographische Mitteilungen" - jedno z najpoważniejszych na świecie pism fotograficznych - poświęciło mu oddzielny numer. Powieść L. Gastyne: "Filles d'Orient" była ilustrowana zdjęciami Łukasza Dobrzańskiego. W 1896 otrzymał pierwszą nagrodę na wystawie w Hamburhu, oraz w 1897 roku  w Paryżu otrzymał złoty medal za swoje zdjęcia. W 1901 roku na pierwszej wystawie w Warszawie otrzymuje złoty medal.

Był członkiem Warszawskiego Towarzystwa Fotograficznego, któremu zapisał w spadku swoje fotograficzne rchiwum, które zawierało kilka tysięcy negatywów. W dorobku Łukasza Dobrzańskiego można znaleźć zarówno fotografie z dalekich podróży, jak i obrazy swojskiego folkloru oraz dużo portretów wybitnych osobistości ówczesnej Warszawy.