Иосиф Ильич Лукомский родился 31 августа 1908 г. в Варшаве в семье зубного врача и учительницы. Окончив в 1932 г. 2-й Московский государственный медицинский институт (2-й МГМИ), он начинает профессиональную деятельность интерном, затем ординатором психиатрической больницы им. Соловьева. Через год Лукомского направляют врачом на Уралмашстрой, а в декабре 1934 г. зачисляют в аспирантуру на кафедре психиатрии 2-го МГМИ. По окончании аспирантуры он работает под руководством проф. В.А. Гиляровского. Одновременно в марте 1938 г. становится заместителем, а затем главным врачом Донской больницы (ныне им. З.П. Соловьева).
Добровольно вступив в октябре 1941 г. в партизанский отряд, Иосиф Ильич принимал участие в боевых операциях на оккупированных территориях Московской области. 8 ноября 1941 г. отряд направили в тыл врага. Его боевой путь – подмосковные Дорохово и Руза, Медынь и Юхнов в Калужской области. В статье «Партизаны 1941-го» (газета «Известия» от 31.03.1970 г.) комиссар партизанского отряда А. Завгородненко рассказал о своих товарищах, и в том числе о враче отряда: «Худой, совсем не военной выправки человек, нагруженный огромными сумками с аптекой за плечами, с пистолетом за поясом, усталый до предела, без ропота нес свой партизанский груз… Он был силен духом и любовью к людям и Родине. Ненавидел только фашистов и в них стрелял». Московский писатель В. Набатчиков в документальных повестях «…Особого назначения» и «Взорвать в назначенное время» писал о нем «…Именно душевное спокойствие, здоровье, оптимизм выручали доктора».
По возвращении отряда в Москву в феврале 1942 г. И.И. Лукомский был призван в Красную Армию и назначен начальником госпиталя. В годы войны Лукомский продолжал научную и преподавательскую деятельность, с 1943 по 1946 г. читал лекции для курсантов по смежным проблемам военной невропатологии и психиатрии в Центральном институте усовершенствования врачей, в 1945-м защитил кандидатскую диссертацию «Психопатология клещевого энцефалита» во 2-м ММИ.
В 1946 г. Лукомский стал заместителем директора по клинической части и заведующим отделением экспериментальной терапии психозов. В 1949 г. он защитил докторскую диссертацию «Психические изменения при огнестрельных повреждениях лица» – первое в литературе описание многообразных расстройств, представленных различными психопатологическими синдромами. Им определена роль психиатра в комплексном лечении данного контингента раненых.
В 1950 г. И.И. Лукомский был назначен заведующим кафедрой психиатрии Архангельского медицинского института, где работал до 1957 г. и оставил заметный след в истории кафедры и психиатрической службы Архангельской области. Время это совпало с периодом «перестройки» науки и после знаменитой Павловской сессии. Под руководством Лукомского на кафедре была организована лаборатория высшей нервной деятельности, в психиатрических отделениях были выделены палаты для лечения сном больных с пограничными состояниями, где применяли гипноз (охранительное торможение). С 1955 по 1957 г. И.И. Лукомский был деканом лечебного факультета АГМИ. При нем появилась самостоятельная психиатрическая служба в Архангельской области.
В 1957 г. И.И. Лукомского переводят на работу в Московский НИИ психиатрии МЗ РСФСР, где он стал заведовать клиникой алкоголизма и алкогольных психических расстройств. Его перу принадлежат работы по эндогенным заболеваниям – шизофрении и аффективной патологии. Многое сделано Лукомским в области изучения органических психозов инфекционного, интоксикационного и травматического генеза. В монографии, посвященной клинике клещевого энцефалита, им представлены первые в литературе описания психических изменений и разработаны вопросы их систематики и дифференциальной диагностики, ставших общепринятыми. Среди других публикаций – работы о клинике органических психозов с периодическим течением; о диагностике сосудистых заболеваний головного мозга; опухолях мозга в позднем возрасте. Многолетними были исследования по проблеме алкоголизма. Они касались клиники алкогольных психозов и их классификации, а также алкогольной энцефалопатии. Видное место занимали работы, относящиеся к вопросам гносеологии, общей психопатологии, проблемам личности, сознания.