Secrétaire général du ministère de la culture, depuis le 3 septembre 2020, Luc Allaire a été affecté, en 1987, à sa sortie de l'ENA (promotion Fernand Braudel), à la Direction de la musique et de la danse, d'abord comme délégué-adjoint à la danse (1987-1990), puis comme chargé de mission sur le projet de cité de la musique (1989-1990), enfin comme chef du département de l’enseignement de la musique et de la danse (1990—1992).  

De 1992 à 1994 il effectue sa mobilité à la Direction du budget (adjoint du chef de bureau en charge de l’aménagement du territoire, de la politique de la ville et du plan), et devient successivement chef du bureau en charge de l’Education nationale, de l’enseignement supérieur et des sports (1994/1997), puis chef du bureau en charge de la coordination des politiques statutaires des 3 fonctions publiques (1997/1998).
En octobre 1998 il rejoint l’Opéra national de Paris, en qualité successivement de directeur administratif et financier (1998/2000), puis d’adjoint au directeur, en charge des affaires juridiques, financières et sociales (2001/2003).
De 2003 à 2008, il est adjoint au chef de service à la Direction de l’hospitalisation et de l’offre de soins(DHOS).En 2008 il est nommé Directeur de l’administration générale et de la modernisation (DAGEMO) au ministère du travail, de l’emploi et de la formation professionnelle.
En 2011 il est nommé directeur à la Caisse nationale pour la solidarité et l’autonomie (CNSA).  
A l’issue de son mandat (2014) il rejoint le contrôle économique et financier (CEGEFI), puis (2016) la mission de pilotage de la déclaration sociale nominative (DSN), enfin (2017), à sa création, la Délégation interministérielle pour l’organisation des Jeux olympiques et paralympiques (DIJOP), en qualité d’adjoint.