En 1987 fue nombrado ministro de Asuntos Económicos Exteriores, renunciando al cargo en 1989.
Tomó parte activamente en la destitución del longevo líder Todor Zhivkov en noviembre de 1989.
En la primavera, Lukanov decretó la suspensión unilateral del pago de la deuda externa, que se efectuaba a través del Banco de Comercio Exterior: como resultado, el país quedo aislado del mercado financiero internacional, situación que se prolongaría hasta 1994, cuando tuvo lugar el ajuste de relaciones con los acreedores con ayuda del FMI.
Siguió dedicándose a la política y formando parte del PSB hasta su muerte, acusando en varias ocasiones al liderazgo del partido de "estalinista" y de querer revertir las reformas.
Durante su etapa en el servicio exterior, Lukanov estableció relaciones con empresarios occidentales como Robert Maxwell y participó en varios tratos de negocios polémicos.
Los verdaderos autores y motivos del asesinato siguen sin estar claros hasta el día de hoy.