Ingénieur diplômé de l’Ecole Centrale de Paris, avec une spécialité de génie nucléaire et un DEA de chimie appliquée, Paul Lucchese a dirigé à partir de 1990 un laboratoire de recherche sur la mise en forme de matériaux par projection thermique au CEA. Depuis 2001, il a été chef de projet puis directeur du programme Nouvelles Technologies de l’Energie au sein de la division de la recherche technologique du CEA.

Il est également président de l’association européenne de recherche sur les piles à combustible et l’hydrogène depuis 2007 et vice-président de l’association française de l’hydrogène depuis 2009. Il représente la France dans différentes organisations internationales sur l’énergie ; il a été membre de comité national d’experts du débat sur la transition énergétique (2013).
Il est directeur de Futuris depuis septembre 2013.