W kwietniu 1942 r. von Lucka wysłano do Afryki Północnej, gdzie objął dowództwo 3. pancernego batalionu rozpoznawczego 21 Dywizji PancernejButler, op. cit., s. 392.. Brał udział w II bitwie pod El Alamein. W grudniu 1942 r. wycofał się wraz z jednostką z Afryki i powrócił do Niemiec. Wkrótce jako pułkownik został oddelegowany do Francji, by nadal w szeregach 21 Dywizji Pancernej przygotowywać się do odparcia spodziewanej inwazji aliantów zachodnich na kontynent.
Po lądowaniu nieprzyjacielskich wojsk w Normandii, 9 czerwca 1944 r. von Luck został mianowany dowódcą Kampfgruppe von Luck, grupy bojowej złożonej z elementów 125 Pułku Grenadierów Pancernych. Jego stworzona ad hoc jednostka odegrała dużą rolę w lipcu 1944 r., kiedy stanąwszy naprzeciwko alianckiej operacji Godwood, dysponując zaledwie czterema działami przeciwlotniczymi 88 mm zniszczyła 40 brytyjskich czołgów, za co ich dowódca został odznaczony Krzyżem Rycerskim Krzyża Żelaznego.