Улица Луначарского берет свое начало от перекрестка с круговым движением на пересечении улицы Володарского, улицы Весенняя и 2-го переулка Возрождения и далее уходит в юго-восточном, а позднее в южном направлении. Заканчивается улица на пересечении со Старослободской улицей и улицей Корнилова.
Улицу Луначарского пересекают Советская улица, улица Ворошилова, улица Революции, Кроасноармейская улица, Садовая улица и улица Старослободская.
По ходу движения с начала улица слева примыкают Серпуховская улица, 1-й Луначарский переулок и 2-й Луначарский переулок.
Нумерация домов по улице идет со стороны улиц Володарского и Весенняя.
На всем своем протяжении улица Луначарского является улицей с двусторонним движением, за исключением участков от Советской улицы до Серпуховской улицы и от Советской улицы до улицы Ворошилова, где организовано одностороннее движение.