Luís Santos iniciou os seus estudos musicais aos 5 anos de idade, no seio familiar. Continuou a sua formação na Escola de Música do Conservatório Nacional, onde concluiu o Curso Complementar de Piano em 2006, sob a orientação do professor António Hungria Rosa. Realizou vários cursos de aperfeiçoamento com músicos de renome, como Paul Badura-Skoda e Luiz de Moura Castro, e participou em masterclasses com pianistas destacados como António Rosado e Artur Pizarro.

Apresentou-se em importantes espaços culturais, como o Salão Nobre do Conservatório Nacional e o Palácio Foz, e foi premiado em concursos nacionais de piano.

Licenciou-se em Ciências Musicais em 2007 e obteve o Mestrado em Musicologia Histórica em 2010 pela Universidade Nova de Lisboa (NOVA FCSH). Em 2024, concluiu o Doutoramento em Ciências Musicais Históricas, com uma dissertação sobre a música sinfónica em Lisboa no período de 1910-1933.

Desde 2007, é investigador no CESEM, onde tem desenvolvido trabalho em projetos financiados pela FCT, e foi premiado com o Prémio Joaquim de Vasconcelos em 2016. Colabora regularmente com instituições como a Casa da Música e a Fundação Calouste Gulbenkian e é docente convidado na NOVA FCSH desde 2013.