Від 1929 року працював журналістом. До 1937 року був на відповідальній роботі в редакціях районних, окружних і міських газет Вінницької та Кам'янець-Подільської областей (зокрема, був відповідальним редактором газети «Червоний кордон» у Кам'янці-Подільському).
У 1941–1942 роках — голова Радіокомітету при Раді народних комісарів Української РСР. У червні 1942–1943 роках — відповідальний редактор газети «Советская Украина». До жовтня 1943 року — заступник завідувача відділу пропаганди і агітації ЦК КП(б)У.
У січні 1952–1954 роках був заступником міністра закордонних справ Української РСР (зокрема, від 17 червня 1953 року до 11 травня 1954 року виконував обов'язки міністра).
Упродовж 11 років (від 11 травня 1954 року до 13 серпня 1965 року) — міністр закордонних справ Української РСР. Очолював делегації УРСР на сесіях Генеральної Асамблеї ООН.
Від 22 липня 1965 року до 1972 року був надзвичайним і повноважним послом СРСР у Марокко.
Від 1972 року перебував на пенсії.
На XIX, XXI, XXII з'їздах Комуністичної партії України обирався кандидатом у члени ЦК. Був депутатом Верховної Ради УРСР п'яти скликань (від другого до шостого).
Паламарчук Лука Хомич // Україна в міжнародних відносинах. Енциклопедичний словник-довідник. Випуск 6. Біографічна частина: Н–Я / Відп. ред. М. М. Варварцев. — К.: Ін-т історії України НАН України, 2016. — с.74-75