Actriţa care a câştigat în 2007 premiul Asociaţiei Criticilor de Film din Los Angeles s-a născut pe 1 septembrie 1949 la Bucureşti.
Rolul asistentei Mioara Avram din filmul lui Cristi Puiu, „Moartea domnului Lăzărescu“, i-a adus nenumărate aprecieri din partea criticilor, atât în ţară, cât şi în străinătate. Astfel, este laureata galei de decernare a premiilor Criticilor de Film din Los Angeles, la categoria Cea mai bună actriţă în rol secundar. Luminiţa Gheorghiu a mai colaborat cu Cristi Puiu în filmul „Marfa şi banii“, realizat în 2001.
Actriţa Teatrului Bulandra a mai apărut şi în alte două filme româneşti care s-au bucurat de un imens succes la diverse festivaluri din străinătate, dintre care cel mai important este cel de la Cannes. A deţinut un rol mai mic în cel mai de succes film românesc realizat până acum, „4 luni, 3 săptămîni şi 2 zile“, în regia lui Cristian Mungiu, laureat al Premiului „Palme D’Or“, şi în producţia „A fost sau n-a fost“, distinsă cu trofeul Camera D’Or, în cadrul aceluiaşi festival de renume.
Din portofoliul cinematografic al Luminiţei Gheorghiu face parte şi rolul Catrinei din filmul „Moromeţii“, realizat în 1987, în regia lui Stere Gulea. Rolul lui Ilie Moromete i-a revenit atunci lui Victor Rebengiuc. Filmul face parte din galeria celor mai mai bune producţii româneşti antedecembriste. Pentru interpretarea rolului Catrinei, actriţa a primit în 1988 la Festivalul de la Costineşti premiul de interpretare, alături de colegul său de platou, Victor Rebengiuc.