Старолучанская улица располагается в микрорайоне Рублёво, который административно является посёлком, относится к району Кунцево, в Западном округе столицы. Посёлок располагается за границей МКАД, жилой сектор посёлка протянулся возле русла Москвы реки.
Старолучанская улица пролегает от улицы Василия Ботылёва на восток, проходит небольшое расстояние и меняет своё направление на юго-восточное, заканчивается примыкая к Новорублёвской улице. К Новорублёвской улице напротив Старолучанской улицы прилегает Вторая Новорублёвская улица. С северо-запада к Старолучанской улице прилегает Новолучанская улица.
На расстоянии полутора километра от Старолучанской улицы протянулась трасса МКАД. Добраться до Московской кольцевой от границ Старолучанской улицы можно по улице Василия Ботылёва, которая пролегает до Новорижского шоссе и далее по шоссе, придётся преодолеть около километра до Новорижской транспортной развязки с МКАД. К этой транспортной развязке прилегает проспект Маршала Жукова.
Старолучанская улица протянулась вдоль территории бывшей деревни Луки, которая была присоединена к столичным границам в 1931-м году.
Протяжённость Старолучанской улицы составляет пятьсот двадцать метров, около границ улицы располагаются:
- Детский сад и примыкающая к нему территория.
- Четырнадцатиэтажный четырёх подъездный жилой дом 1990-го года.
- Бывшее здание торгового центра ООО «Рублёво».
- Дома малой этажности, относящиеся к бывшей деревни Луки.
- Семи подъездный, четырнадцатиэтажный жилой дом, 2001-го года.
- Отдельно стоящее здание - Рублёвский ветеринарный участок.
- Детский сад № 2183.
- Семнадцатиэтажное трёх подъездное жилое здание, 1993-го года постройки.
- Трёх подъездные четырёхэтажные жилые дома.
- Территория клинической больницы № 8.
Недалеко от Старолучанской улицы располагается здание школы № 731 и детский сад № 2157. Напротив пересечения Старолучанской улицы с улицей Василия Ботылёва расположена специализированная детско-юношеская школа № 94. Около спортивной школы, несколько севернее Старолучанской улицы находится православный храм иконы Божьей Матери.
Старолучанская улица хорошо озеленена в жилом секторе на Старолучанской улице располагаются большие участки зелёной растительности. Расстояние до природной территории около берега Москвы реки от Старолучанской улицы составит около двухсот пятидесяти метров. Акватория затона Живописная бухта находится за границей Новорижского шоссе, в восьмисот метрах от Старолучаснкой улицы.
К северо-восточной стороне деревни Луки примыкает природная территория лесопарка «Липовая роща». В двухсот метрах от пересечения Старолучанской и Новорублёвской улиц располагается Рублёвский лес.
Метро «Крылатское» находится в пяти километрах от Старолучанской улицы. Маршрутки №№ 357, 450м, 696м и автобусы №№ 626, 129 курсируют по улице Василия Ботылёва.