20 травня 1961 року за створення Української робітничо-селянської спілки Львівський обласний суд засудив Левка Лук’яненка до смертної кари, а його товаришів — до різних термінів позбавлення волі.
Кримінальну справу проти дисидента порушили на початку року в місцевому управлінні КДБ, за доносом провокатора. Той розповів, що Лук’яненко разом із соратниками створив підпільну партійну організацію. Тоді ж була викрита «Українська робітничо-селянська спілка» та встановлена одна з її перших програм.
Члени спілки, яких було близько 10 чоловік, прагнули проводити ненасильницьку боротьбу за громадські, національні, економічні права українців, а після боротися за самостійність України.
Лук’яненка та решту членів організації арештували. На допитах отримав звинувачення у антирадянській агітації і пропаганді, а також у сепаратизмі. У відповідь послався на ст. 17 Конституції СРСР, що проголошувала право вільного виходу союзних республік зі складу СРСР. Але це лише викликало посміх у слідчих.
На суді, що розпочався у травні того ж року над більшістю членів організації, був звинувачений в тому, що «з 1957-го виношував ідею відриву УРСР від СРСР, підривав авторитет КПРС, зводив наклепи на теорію марксизму-ленінізму». Як засновник і головний теоретик організації отримав смертний вирок. Решта отримали 15-10 років. Лише за 72 доби вирок змінили на 15 років ув’язнення.
Відбувати термін його відправили в один з таборів Мордовії, де половину в’язнів складали українці, зокрема й колишні бійці УПА.
«Я вважав себе за щасливу людину, що потрапив у таке середовище», – згадував Левко Григорович.
У вересні 1976 року Левко Лук’яненко став засновником Української гельсінської спілки. Активісти намагалися передавати інформацію західним журналістам, які доносили її всьому світу.
Проте вже в лютому КДБ почали арешти учасників спілки, а в грудні 1977 арештували й Левка Лук’яненка. На знак протесту він оголошував голодування та відмовився від громадянства. Але в червні 1978 року його знову засудили до 10 років ув’язнення та визнали особливо небезпечним рецидивістом. Невдовзі він знову опинився в тому ж мордовському таборі Соснівка, де починав відбувати перший термін.
Саме Левко Лук’яненко у своєму зошиті 23 серпня написав проект Акту про незалежність України, який схвалили 24 серпня 1991 року.
Помер 7 липня 2018 року, не доживши півтора місяці до свого 90-річчя. Похований Герой України на Байковому кладовищі.