Luis Mocó a commencé sa carrière d'acteur à la fin des années 1990 avec des petits rôles dans plusieurs séries télévisées portugaises. Son premier rôle important était celui de Daniel Silva, un personnage récurrent dans la série télévisée *Morangos com Açúcar*, où il a joué pour cinq ans jusqu'en 2004.
En 2008, Luis Mocó a eu une opportunité d'essayer ses talents de réalisateur avec son premier long métrage, intitulé *A FamÃlia da Metralha*. La même année, il a également joué dans le film *O Homem do Ano* aux côtés de José Mojica Marins et du chanteur portugais Rui Veloso.
En 2010, Luis Mocó a remporté un Fénix de la télévision pour son rôle dans la série télévisée *Aqui Não Há Quem Viva*. La même année, il a également joué dans le film *Tropa de Elite 2* et a réalisé une autre longueur d'un métrage intitulée *O Pacto*.
En 2013, Luis Mocó a reçu un deuxième Fénix de la télévision pour son rôle dans la série télévisée *Cidade Despida*. La même année, il a également joué dans le film espagnol *Vivir es fácil con los ojos cerrados* et a réalisé un troisième long métrage, intitulé *A Tudo o Que Cai*.
En 2015, Luis Mocó a été nommé pour la première fois aux Globos de Ouro dans la catégorie de meilleur acteur pour son rôle dans la série télévisée *Mais Manhãs com Alegria*. La même année, il a également joué dans le film espagnol *El Olivo* et a réalisé un quatrième long métrage, intitulé *O Inimigo de Seu Mestre*.
En 2016, Luis Mocó a reçu son premier Goya de la meilleure interprétation masculine pour son rôle dans le film espagnol *Vivir es fácil con los ojos cerrados*. La même année, il a également été nommé aux Globos de Ouro pour la deuxième fois consécutive pour son rôle dans la série télévisée *Mais Manhãs com Alegria*.
Depuis lors, Luis Mocó a continué à jouer des rôles importants dans les séries télévisées et les films portugais et espagnols, tout en réalisant de nouveaux projets cinématographiques. Il est reconnu pour son talent actoral et sa contribution à l'industrie du cinéma portugaise et espagnole.