Películas:
* El hombre que sabía muy poco (1997) - Su primer papel en el cine, interpretando un pequeño papel de camarero.
* El príncipe y yo (2004) - Interpretó al Príncipe Edvard, papel que lo lanzó a la fama internacional.
* Imagínate a mí y a ti (2005) - Interpretó el papel de "H", un músico encantador.
* La esposa del viajero en el tiempo (2009) - Interpretó a Henry DeTamble junto a Rachel McAdams.
* El Espíritu (2008) - Una película de superhéroes con Mably interpretando al villano, The Octopus.
* La cocina del amor (2009) - Una comedia romántica donde interpreta a un chef.
* El residente (2011) - Un thriller psicológico donde interpreta a un joven médico.
* El prestatario (2011) - Una película de fantasía basada en la serie de libros infantiles donde interpreta a una pequeña y amigable criatura.
* Carrera de la muerte 3:Infierno (2012) - Una película de acción ambientada en una prisión futurista donde interpreta a un piloto de carreras.
* El último explorador (2013) - Una película del oeste donde interpreta a un pistolero.
Televisión:
* La gente guapa (2002) - Interpretó a un personaje llamado "Max" en esta serie de televisión británica.
* El príncipe y yo (2004-2008) - Repitió su papel del Príncipe Edvard en las secuelas de televisión "El Príncipe y Yo 2:La Boda Real" y "El Príncipe y Yo 3:El Diario de la Princesa".
* La O.C. (2004) - Hizo una aparición especial como un personaje llamado "Volchok" en el popular drama adolescente.
* CSI:Miami (2008) - Apareció en un episodio como sospechoso de un crimen.
* Primigenio (2007-2009) - Interpretó el personaje de "Connor Temple" en la serie británica de ciencia ficción.
* Ser Humano (2013-2014) - Apareció como personaje invitado en la serie británica sobrenatural.
* Los Magos (2016-2020) - Tuvo un papel recurrente como el padre de "Quentin Coldwater", "Richard" en la serie de fantasía.
* Los Nevers (2021-presente) - Interpreta el papel de "Augustus "Augie" Bidlow" en el drama de fantasía.
* El Brujo (2023-presente) - Aparece como "Bondre" en la serie de fantasía.
Esta no es una lista exhaustiva, ya que Luke Mably lo ha sido en muchos otros proyectos. Destaca algunos de sus papeles más notables y muestra su versatilidad como actor.