La formazione artistica di Luigi Serra, nato a Bologna l'8 giugno 1846, incominciò nel 1858, presso il Collegio artistico Venturoli, proseguendo poi all’Accademia di Belle Arti, ove fu ammesso nel 1863.
Il 1866 segnò l’inizio dei suoi viaggi di studio, compiuti grazie alle 'pensioni' assegnate dal Collegio agli studenti meritevoli. Si trasferì pertanto prima a Firenze, in quegli anni capitale dell'appena costituito Regno d'Italia e, nel biennio 1869-1870, a Roma, ancora sotto la sovranità pontificia. Nel 1872 gli fu affidata la prima commissione di notevole rilievo: la decorazione del sipario del Teatro di Fabriano, lavoro che concluse due anni dopo, nel 1875. Grazie al premio di una pensione triennale governativa, durante il biennio 1876-1877 il pittore potè soggiornare a Venezia, dove studiò le opere dei maestri del XV e del XVI secolo.
Già dagli ultimi mesi del 1877 si trasferì stabilmente a Roma; l’anno successivo lavorò per l'esecuzione del grande dipinto L’entrata dell’esercito cattolico a Praga,nell’abside della chiesa di S. Maria della Vittoria, per il principe Torlonia.
Alla fine del 1880 si trasferì temporaneamente a Fabriano, per la realizzazione di otto figure allegoriche da inserire nel soffitto del Teatro.
Tornato a Roma, presentò alcuni bozzetti al concorso per la decorazione della cosiddetta 'Sala gialla' del Senato, ma non riuscì tuttavia ad ottenere il successo sperato. Per due anni (1882-1883) Serra unì all'attività artistica anche quella di collaboratore, con lo pseudonimo 'L’imbianchino', della rivista «Cronaca Bizantina», diretta da Angelo Sommaruga.
Al 1882 risale la sofferta elaborazione del dipinto L’apparizione della Vergine ai SS. Francesco e Bonaventura, commissionato dai frati della chiesa del Crocifisso in via del Cestello, a Bologna, che in seguito lo rifiutarono.

Nel 1885 Serra concluse il dipinto I coronari, mentre la grande tempera raffigurante Irnerio che
glossa le antiche leggi, per il soffitto della sala consiliare della Provincia di Bologna in palazzo d'Accursio, fu realizzata nel 1886. Il Ritratto della signora Enrica Merlani, del 1888, è forse l'ultima opera compiuta di Serra, che nel medesimo periodo compì gli studi per il dipinto S. Giovanni Nepomuceno, commissionatogli dai principi Torlonia per la cappella di famiglia in S. Giovanni in Laterano.
All’Esposizione nazionale di Bologna, tenutasi nell'estate di quell'anno, i bozzetti per l’Irnerio furono oggetto di notevole interesse. Le condizioni di salute di Serra andavano però rapidamente peggiorando: l’11 luglio 1888 l'artista morì nella sua casa materna di Corte Galluzzi, all'età di appena 42 anni.

La storica dell’arte Marilena Pasquali è attualmente presidente del Centro Studi Giorgio Morandi, da lei fondato nel 2001 a Bologna.
In particolare fra le sue pubblicazioni ricordiamo quelle sul maestro bolognese: Cesare Brandi: Morandi (Roma, Editori Riuniti, 1990); il Catalogo Generale degli Acquerelli(Milano, Electa, 1991); il Catalogo Generale dei Disegni,curato insieme a Efrem Tavoni (Milano, Electa, 1993); Morandi. Catalogo Generale. Aggiornamenti 1985-2000(Bologna, Musica Insieme, 2000) e Giorgio Morandi. Saggi e ricerche 1990-2007,edito da Noèdizioni di Firenze.