Obtiene el título de arquitecto en la Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Madrid, donde se graduó en 1982. Durante sus estudios colaboró en varios proyectos con Salvador Gayarre Ruiz de Galarreta (1980-1982). Trabajó a continuación durante los años 1982 y 1988 en colaboración con Antonio Gayarre en la remodelación de edificios para el Ministerio de Justicia.
En 1988 y hasta 1.991 recibió el encargo para trabajar como Arquitecto a pie de obra en la Ampliación del Senado, experiencia que tuvo gran influencia sobre su trabajo posterior, compaginando con la asistencia a cursos de formación de postgrado como el Master de Restauración de Edificios de la Escuela Técnica Superior de Arquitectura (1988) y el Master en Proyectos Arquitectónicos impartido por el arquitecto Julio Cano Lasso (1990).
En 1991, Luis Gayarre establece su propio despacho en Madrid, con la idea de no crear edificios con criterios a corto plazo, defendiendo el diseño de obras que puedan mantenerse actuales durante un largo tiempo.
En 2006 recibe la Medalla de la Estrella Polar del Gobierno de Suecia.
En 2009 es nombrado Patrono de la Fundación Cultural del Colegio de Arquitectos de Madrid y ha formado parte de la de la Comisión de Ordenación Profesional del Colegio de Arquitectos de Madrid (2005 ), de la Comisión de Ejercicio Profesional del Colegio de Arquitectos de Madrid (2006) y de la Comisión de Asuntos Económicos del Colegio en el año (2009-2011).
Actualmente trabaja en Madrid y Málaga buscando con su arquitectura la durabilidad y el diálogo con la evolución histórica.
