Luís Sousa, de nacionalidad portuguesa, realizó sus estudios en la Escola Superior de Música de Lisboa y obtuvo el máster en la Universidad de Aveiro, completando su formación en la Brass Academy Alicante y como becario de la Fundación Mozarteum de Salzburgo.

Ha colaborado con destacadas orquestas en España y Portugal, entre ellas la Orquesta y Coro de la Comunidad de Madrid, la Orquesta Reino de Aragón, la Orquesta Sinfónica Portuguesa, la Orquesta Gulbenkian y la Orquesta Sinfónica de Oporto Casa da Música.

A lo largo de su carrera ha trabajado con reconocidos directores y solistas como Vasily Petrenko, Lorenzo Viotti, David Zinman, Giancarlo Guerrero, Plácido Domingo, Krzysztof Penderecki, Philippe Entremont, Laurence Foster, Tito Muñoz, Michel Sanderling, Sunwook Kim y Guy Braunstein, entre otros.

Se ha presentado en algunas de las principales salas de concierto internacionales, como el Musikverein y el Konzerthaus de Viena, el Konzerthaus de Berlín, el Gasteig de Múnich, la Walt Disney Concert Hall de Los Ángeles, la Philharmonie de Essen, el Carnegie Hall de Nueva York, el Barbican Centre de Londres, el Teatro Real de Madrid y el Palau de la Música Catalana de Barcelona, entre otras.

Premiado en diversos concursos internacionales, destacan el 2º premio en el International Orchestra Audition Awards de la Fundación Mozarteum de Salzburgo, así como varios segundos premios y distinciones en competiciones en Estados Unidos, Francia y Nueva York. Ha sido invitado como profesor en festivales internacionales en Brasil, España, Portugal, Italia y México. 

Anteriormente, fue trompista de la Banda de la Marina Portuguesa (2009–2013), trompa principal de la Orquesta de Cámara Portuguesa (2011–2012), solista de la Orquesta Clásica de Madeira (2013–2016) y trompa principal de la Orquesta Filarmónica de Jalisco (2016– 2019). Desde 2020 es trompa solista de la Orquesta Clásica Santa Cecilia de Madrid.