Luca Fancelli (Settignano, 1430 circa – Firenze o Mantova, 1502 circa) è stato un architetto e scultore italiano.

Non si conosce molto della sua biografia, si sa che fu allievo e assistente di Filippo Brunelleschi. Il Vasari ha generato confusione sulle opere a lui attribuite, per esempio è documentato il suo lavoro all'edificazione del primo nucleo di Palazzo Pitti, ma nelle Vite tale opera è attribuita a Brunelleschi stesso, citando un progetto comune prima scartato per Palazzo Medici, ma privo di altre fonti documentarie. Palazzo Pitti ha una monumentalità che potrebbe forse apparire lontana dallo stile di Brunelleschi (anche se va tenuto conto di un'indubbia evoluzione in tal senso dello stile architettonico del grande fiorentino) e la sua costruzione iniziò 12 anni dopo la morte del maestro.

Lo stile delle opere attribuite a Fancelli ricorda più quello di Leon Battista Alberti, con il quale avrebbe collaborato alla realizzazione della tribuna cilindrica della basilica della Santissima Annunziata a Firenze, edificata con un finanziamento di Ludovico III Gonzaga.

Troviamo infatti il Fancelli a Mantova, città dove operò a lungo anche Leon Battista Alberti, verso il 1450, dove entrò al servizio del marchese Ludovico III Gonzaga. Qui, in un contatto con numerosi artisti che frequentavano la corte, prese la supervisione della costruzione della chiesa di San Sebastiano (1460) e di Sant'Andrea (1472), già iniziate da Leon Battista Alberti, curandone i lavori dopo la morte del maestro avvenuta pochi anni dopo l'avvio dei lavori.

Realizzò tra il 1450 e il 1460 il Palazzo Ducale di Revere. Dal 1470 al 1477 lavorò per la costruzione della Corte Ghirardina a Motteggiana, splendida corte rurale sulle rive del Po.

Inoltre ricevette l'incarico di disegnare un nuovo complesso di camere per il Palazzo Ducale, la cosiddetta "Domus Nova", affacciata sulle rive del lago. L'architetto vi lavorò dal 1478 al 1484, anche se l'opera rimase incompleta fino al XVII secolo. Fu a Milano, dove dal 1487 al 1491 fu consulente per il tiburio del Duomo di Milano. Il 27 settembre 1491 fece ritorno alla sua città di origine, Firenze, e venne nominato architetto dell'opera del Duomo.

Nel 1493 la figlia Chiara, modella per tante sue "Madonne", andò in sposa al Perugino. Non abbiamo dati circa i suoi ultimi anni, l'ultimo riferimento alla sua persona è del 1494. Morì probabilmente nel 1502.