Prof. dr hab. Łukasz Szylberg jest absolwentem Wydziału Lekarskiego Collegium Medicum im. Ludwika Rydygiera w Bydgoszczy, Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu.
W 2011 roku rozpoczął specjalizację z patomorfologii w Zakładzie Patomorfologii Szpitala Uniwersyteckiego nr 1 w Bydgoszczy. W 2013 roku obronił pracę doktorską i uzyskał stopień naukowy doktora nauk medycznych. W 2019 roku uzyskał stopień naukowy doktora habilitowanego nauk medycznych i nauk o zdrowiu. W 2024 roku Prezydent RP nadał mu tytuł profesora nauk medycznych i nauk o zdrowiu.
Od 2011 roku jest nauczycielem akademickim na Wydziale Lekarskim, Collegium Medicum w Bydgoszczy. Od 2020 jest Kierownikiem Zakładu Patologii Nowotworów i Patomorfologii w Centrum Onkologii w Bydgoszczy oraz Zakładu Patomorfologii, Placentologii i Hematopatologii Klinicznej w Szpitalu Uniwersyteckim nr 2 w Bydgoszczy.
Autor i współautor rozdziałów w książkach oraz ponad 140 publikacji naukowych. Głównym obszarem prowadzonych badań są projekty naukowe z zakresu biologii nowotworzenia. Jest autorem licznych wdrożeń technologicznych z zakresu cyfrowej patologii oraz analizy obrazu z wykorzystaniem sztucznej inteligencji. Ponadto w ramach współpracy międzynarodowej uczestniczy w projektach z zakresu elastografii optycznej oraz biobankowania tkanek. Od wielu lat jest organizatorem, członkiem komitetów naukowych oraz wykładowcą licznych kursów oraz konferencji dla lekarzy.