Nato in una famiglia della piccola borghesia, partecipò alla Resistenza con il Partito d'Azione e, attratto dal marxismo, a vent'anni si iscrisse al Partito Comunista Italiano dove sarà per molti anni militante attivo e dirigente di sezione; intanto, compiuti brillantemente gli studi classici all'Università di Roma, diventò assistente prima di Natalino Sapegno e poi di Ettore Paratore, con il quale si era laureato con una tesi su Lucrezio, il suo autore preferito assieme a Leopardi e James Joyce; questa tesi verrà poi ampliata e pubblicata con il titolo Lucrezio, poeta della ragione.[2]
Soffrì fin da giovane di alcuni disturbi psicologici che lo costrinsero successivamente anche a ricoveri in clinica, cure psichiatriche e numerose sedute di psicoanalisi: in particolare una grave depressione, alcune fobie e il disturbo ossessivo-compulsivo, che prese la forma di dubbi patologici e pensieri continui che ostacolarono il suo lavoro.[2]
Collaborò anche con Federico Fellini per il Satyricon[2], e, lasciato l'insegnamento universitario per l'aggravarsi dei disturbi, dal 1981 si dedicò a un'intensa attività di scrittore di romanzi e racconti. Trascorse la maggior parte della vita a Roma, l'unica città in cui affermava di poter vivere davvero.[2]
La sua opera narrativa affrontò con lucidità e durezza gli anni di guerra e di resistenza, la militanza nel PCI del dopoguerra, e le mille imprevedibili pieghe dell'animo umano, tra incontri, affetti, eros e solitudine, nei meandri della nevrosi compulsiva e della depressione. Famose e importanti sono le sue traduzioni delle Bucoliche (1978), delle Georgiche (1983) e dell'Eneide di Virgilio (in sei volumi, 1978-83) e de La natura delle cose di Lucrezio (1990).[3]
Canali si sposò con Maria Giovanna La Conte, italo-spagnola, che gli diede una figlia. Ebbe anche un'altra figlia, fuori dal matrimonio: con lei però non ebbe praticamente mai rapporti, incontrandola solo una volta, per volere della madre. Dopo la morte della moglie non si risposerà, affermando che il matrimonio è stato un "grande errore".[2]
Controstoria di Roma. La politica imperialistica e le guerre civili a Roma nella testimonianza dei più grandi scrittori latini e greci, Firenze, Ponte alle Grazie, 1997. ISBN 88-7928-385-5.
Le Vite (indiscrete) di dodici Cesari di Svetonio, la lingua più affilata dell'antico Ovest, Casale Monferrato, Piemme, 1997. ISBN 88-384-2870-0.
I latini per i moderni. Un'antologia, Locarno, Dadò, 1998. ISBN 88-8281-010-0.
Satyricon. Se Petronio l'avesse scritto oggi, Casale Monferrato, Piemme, 1999. ISBN 88-384-4477-3.
Tra Cesare e Cristo. Misteri, atrocità, splendori di un secolo che cambiò il corso della storia, Milano, Ponte alle Grazie, 1999. ISBN 88-7928-461-4.
Luca Canali racconta l'Eneide, a cura di Maria Pellegrini, Milano, Einaudi scuola, 2000. ISBN 88-286-0520-0.
Scandali e vizi privati delle donne dei Cesari, Casale Monferrato, Piemme, 2000. ISBN 88-384-4912-0.
Publio Cornelio Tacito, Germania, introduzione e cura di L. Canali, Roma, Editori Riuniti, 1983. - Edizioni Studio Tesi, 1991-1999; Editori Riuniti, 2020, ISBN 978-88-359-8171-8.
Ognuno soffre la sua ombra. Da Catullo a Giovenale: i grandi nevrotici della poesia latina, collaborazione di Giovanna Breccia e Maria Pellegrini, Milano, Bompiani, 2003. ISBN 88-452-5453-4.
^Albo d'oro, su premionazionaleletterariopisa.onweb.it. URL consultato il 7 novembre 2019.
^Premio letterario Viareggio-Rèpaci, su premioletterarioviareggiorepaci.it. URL consultato il 9 agosto 2019 (archiviato dall'url originale il 19 luglio 2014).