Новолучанская улица располагается на территории посёлка Рублёво, в районе Кунцево, в западном округе столицы. Описываемая улица пролегает от Старолучанской улицы в северо-западном направлении, траектория описываемой улицы проходит небольшое расстояние и заканчивается около улицы Василия Ботылёва, недалеко от Новорижского шоссе. После пересечения Новорижского шоссе улица Василия Ботылёва переходит в Мякининское шоссе. На расстоянии семисот восьмидесяти метров от Новолучанской улицы протянулась ветка МКАД. Здесь Новорижское шоссе и Московская кольцевая автодорога образуют Новорижскую развязку МКАД, после пересечения с которой, Новорижское шоссе переходит в проспект Маршала Жукова.
Протяжённость Новолучанской улицы насчитывает четыреста восемьдесят метров вдоль юго-западной границы описываемой улицы находятся:
- Жилой семнадцатиэтажный дом на 192 квартиры, постройки 1993-го года.
- Четырнадцатиэтажное жилое здание, застройки 2002-го года.
- Одно и двух этажные деревянные жилые дома, относящиеся к территории деревни Луки.
- Производственный сектор ООО «Алартекс».
- Строительная площадка.
На противоположной стороне Новолучанской улицы находятся:
- Автомобильная стоянка.
- Трёхэтажное здание, в здании расположено ОВД Кунцево.
- Несколько одноэтажных домов старинной застройки и частные дома, относящихся к деревне Луки.
Недалеко от границ Новолучанской улицы находится клинический комплекс больницы № 8, детский сад № 2157 и школа № 731, а так же жилой сектор посёлка Рублёва, в этой части посёлка находятся четырёхэтажные дома застройки 1960-х годов.
Западнее границ Новолучанской улицы располагаются детская спортивная школа и футбольный стадион «Рублёво». На территории посёлка, так же не далеко от Новолучанской улицы находится филиал государственного психолого-педагогического университета, факультет иностранных языков. Это здание было построено в 1935-м году, ранее здесь находилась школа № 580.
На расстоянии около двух километров от Новолучанской улицы находится гипермаркет «Cash & carry» и большая, удобная парковка перед торговым центром. Здесь же не далеко расположен бизнес-центр «Зенит-Плаза» - это шестиэтажное здание с подземной парковкой было построено в 2007-м году.
Посёлок Рублёво расположился вдоль русла Москвы реки, севернее посёлка находится затон Живописная бухта, Нижнемякининский затон и санитарный сектор Рублёвского водохранилища, а так же лесопарк Липовая роща. Вдоль юго-восточной части посёлка Рублёво пролегает природная территория Рублёвского леса.
Автобусных остановок на Новолучанской улице нет, маршрутное сообщение организовано на улице Василия Ботылёва, по которой курсируют автобусы № 127п, 129, 127ф, 626.