Nació el 11 de agosto de 1928 en Rancagua, Chile.
Fue uno de los ocho hijos de Juana Silva y Agustín Gatica, comerciante. Tras la muerte de su padre en 1933 la familia pasó muchas privaciones.
Su hermano Arturo, 10 años mayor y que ya había iniciado una carrera musical le apoyó en sus inicios. Lucho estudió en el Instituto O'Higgins de Rancagua, dependiente de la congregación católica de los Hermanos Maristas, y en 1941 empezó a cantar en revistas de gimnasia y en la radio de Rancagua, a dúo con su hermano, a los trece años.
En 1943, grabó su primer disco: Negra del alma, acompañado por las guitarras de dos amigos: Antonio Muñoz y Ernesto Rossón.
Abandonó sus estudios como técnico dental para dedicarse al canto y en 1949 graba a dúo con Arturo un disco para Emi Odeón, con canciones criollas.
Posteriormente editó "En nosotros" y "Amor, qué malo eres" que fueron un éxito de ventas.
Siguió grabando acompañado por el Trío Los Peregrinos "Sinceridad" y "Contigo en la distancia" que le dieron éxito internacional.
En la década de 1950 fue coronado como "el rey del bolero" por su renovador estilo interpretativo. En 1957, se radica en México, donde lanzó "No me platiques", "Tu me acostumbraste" y "Voy a apagar la luz".
Se casó el 21 de mayo de 1960 con la actriz puertorriqueña María del Pilar Mercado conocida artísticamente como Mapita Cortés, con la que tuvo cinco hijos. Posteriormente se casa con Diane Lane Schmidt, una modelo estadounidense con quien tuvo a su sexta hija, y en 1986, con Leslie Deeb, con la que tuvo otra hija.
Se le otorgó una estrella (la número 2354) del Paseo de la Fama de Hollywood el 25 de enero de 2008, siendo el segundo chileno en recibir tal reconocimiento.
Falleció en Ciudad de México a los noventa años el 13 de noviembre de 2018, dejando una carrera de setenta años con quince películas y trece álbumes de estudio, el último en 2013, titulado "Historia de un amor. El Gobierno decretó un día de duelo oficial por la muerte del artista
