Лукас Маврокефалидис начал профессиональную карьеру в ПАОКе, переехав в Салоники из Килкиса, где жили его родители. В сезоне 2005/2006 Лукас в среднем за игру забивал 15,6 очков и делал 8,4 подбора. Он играл в матче всех звёзд[англ.] и стал самым прогрессирующим игроком первенства Греции[1]. По окончании сезона его выбрали на драфте НБА 2006 года под 57 номером.
Проведя сезон 2007/2008 в «Олимпиакосе» Лукас Маврокефалидис стал игроком Марусси[3]. Затем он возвратился назад, заключив контракт на 2 года[4]. Перед началом сезона 2011/2012 подписал 2-й контракт со Спартаком[5].
В мае 2013 года после завершения сезона в «Спартаке» Маврокефалидис подписал контракт с «Барселоной» до конца сезона, заменив в клубе травмированного Натана Джаваи[6]. В июле 2013 года Лукас Маврокефалидис стал игроком «Панатинаикоса»[7].
Сборная Греции
Лукас Маврокефалидис был в составе молодёжной сборной Греции по баскетболу до 19 лет, которая в 2003 году завоевала бронзовые медали. В 2004 году он выступал на первенстве Европы в возрасте до 20 лет. В 2005 году Лукас помог выиграть серебряную медаль молодёжного чемпионата мира.
В 2011 году федерация баскетбола Греции дисквалифицировала Лукаса Маврокефалидиса на 2 месяца, так как игрок отказался по личным причинам приезжать в сборную Грецию 2 лето подряд[8].