Волна обновленчества 1923 года доходит и до Ташкента. Епископ Иннокентий покинул город, не передав никому кафедру. Тогда отец Валентин вместе с протоиереем Михаилом Андреевым приняли управление епархией, объединили всех оставшихся верными священников и церковных старост и устроили с разрешения ГПУ съезд.
В 1923 году отец Валентин принимает монашеский постриг. Преосвященный Андрей, епископ Ухтомский, намеревался дать отцу Валентину при постриге имя целителя Пантелеймона, но, побывав на литургии, совершенной постригаемым, и послушав его проповедь, остановился на имени апостола, евангелиста, врача и художника св. Луки. 30 мая того же года иеромонах Лука был тайно хиротонисан во епископа в церкви св. Николая Мир Ликийских города Пенджикента епископом Волховским Даниилом и епископом Суздальским Василием. На хиротонии присутствовал ссыльный священник Валентин Свендицкий. Преосвященный Лука был назначен епископом Туркестанским.
10 июня 1923 года епископ Лука был арестован как сторонник Патриарха Тихона. Ему предъявили нелепое обвинение: сношения с оренбургскими контрреволюционными казаками и связь с англичанами. В тюрьме ташкентского ГПУ Владыка Лука закончил свой, впоследствии ставший знаменитым, труд «Очерки гнойной хирургии». В августе его отправили в московское ГПУ.
В Москве Владыка получил разрешение жить на частной квартире. Служил с Патриархом Тихоном литургию в церкви Воскресения Христова в Кадашах. Святейший подтвердил право епископа Туркестанского Луки продолжать заниматься хирургией. В Москве Владыку снова арестовали и поместили в Бутырскую, а затем в Таганскую тюрьму, где Владыка перенес тяжелый грипп. К декабрю был сформирован восточно-сибирский этап, и епископ Лука вместе с протоиереем Михаилом Андреевым были отправлены в ссылку на Енисей. Путь лежал через Тюмень, Омск, Новониколаевск (нынешний Новосибирск), Красноярск. Арестантов везли в столыпинских вагонах, а последнюю часть пути до Енисеиска – 400 километров – в лютую январскую стужу им пришлось преодолеть на санях. В Енисеиске все оставшиеся открытыми церкви принадлежали «живоцерковникам», и епископ служил на квартире. Ему разрешили оперировать. В начале 1924 года, по свидетельству жительницы Енисеиска, Владыка Лука пересадил почки теленка умирающему мужчине, после чего больному стало легче. Но официально первой подобной операцией считается проведённая доктором И. И. Вороным в 1934 году пересадка почки свиньи женщине, больной уремией.
В марте 1924 года епископа Луку арестовали и отправили под конвоем в Енисейскую область, в деревню Хая на реке Чуне. В июне он снова возвращается в Енисейск, но вскоре следует высылка в Туруханск, где Владыка служит, проповедует и оперирует. В январе 1925 года его высылают в Плахино – глухое место на Енисее за Полярным Кругом, в апреле переводят снова в Туруханск.