Luca Sannai obtient son diplôme de chant au Conservatoire national supérieur de musique de Sassari, sous l’enseignement de Joan Logue et Gianni Mastino. Il fréquente aussi de nombreux cours et masterclasses en direction de chœur, contrepoint, chant grégorien et technique vocale.Lauréat en 2003 du concours pour ténor titulaire à l’Opéra national de Cagliari, il y a travaillé en tant qu’artiste du Chœur jusqu’en 2013. Il a également été finaliste du concours TIM Competition à Vérone en 2008 et troisième prix du concours Rolando Nicolos de Rome. Il a notamment interprété les rôles de Tamino (La Flûte enchantée), Alfredo (La Traviata), Rodolfo (La Bohème), le Duc de Mantoue (Rigoletto), Nemorino (L’Élixir d’amour), Giaele (Primarosa de Pietri).Il se produit également en concerts (Messe en sol majeur de Schubert, Requiem de Mozart, Stabat Mater de Scarlatti, Passion selon saint Jean de Bach, Lobgesang de Mendelssohn, Te Deum de Charpentier, Petite messe solennelle de Rossini…). Depuis 2013, il est ténor titulaire au sein des Chœurs de l’Opéra national de Paris.Parallèlement à son activité de chanteur, il est aussi chef de chœur : depuis 1996 jusqu’en 2014, il a été le directeur du Coro Polifonico Turritano de Porto Torres, avec lequel il a remporté trois fois le premier prix et quatre fois le deuxième prix lors de concours nationaux et internationaux. De 1998 à 2007, il a tenu, avec Giovanni Acciai, la direction artistique du Festival international de polyphonie Voci d’Europa de Porto Torres, puis en a été le directeur artistique unique de 2008 à 2015. En 2014, il a créé les VIBES, une formation professionnelle composée de chanteurs de sept pays différents et qui propose un répertoire issu des différents domaines culturels de ses membres. 

À l’Opéra national de Paris : Boris Godounov (un boyard), 2018 ; Le Trouvère (un messager), 2018 ; La Traviata (Giuseppe), 2019 ; Wozzeck (ténor), 2022