Luther Adler nacque a New York, uno dei sei figli di Jacob Pavlovich e Sara Adler, una coppia di attori ebrei nativi della Russia. Anche il fratello Jay raggiungerà una certa fama come attore, mentre la sorella Stella diventerà celebre come attrice ma soprattutto come insegnante di recitazione, legando il proprio nome all'Actor's Studio.
Adler fece il suo debutto a Broadway nel 1921 e apparve in numerose pièce prima di unirsi alla compagnia The Group Theatre nel 1931. Recitò con le maggiori stelle americane del palcoscenico, come Katharine Cornell in Alien Corn (1933), sua sorella Stella in Gold Eagle Guy (1934), Awake and Sing! (1935) e Paradise Lost (1935), Frances Farmer in Golden Boy (1937). All'inizio degli anni quaranta passò alla regia teatrale, anche se la sua prima direzione, They Should Have Stood in Bed, chiuse dopo poche repliche nel 1942. Ottenne invece un grande successo di pubblico e di critica con il dramma A Flag Is Born di Ben Hecht[1], che debuttò a Broadway nel settembre 1946 ed ebbe 120 repliche, contribuendo all'ascesa del giovane Marlon Brando, che ne fu cointerprete con il veterano Paul Muni.
Contemporaneamente alla carriera teatrale, Adler non trascurò il cinema, dove aveva debuttato nel 1937 con un piccolo ruolo nel film d'avventura La spia dei lancieri. La sua corporatura robusta e il suo volto dalla bocca piuttosto pronunciata lo destinarono essenzialmente a ruoli di carattere[2]. Interpretò diversi film celebri come Gli amori di Carmen (1948), il melodramma Amaro destino (1949), il noirDue ore ancora (1950), nel ruolo del gangster Majak. Vestì in due diverse occasioni i panni di Adolf Hitler, in Rommel, la volpe del deserto (1951), accanto a James Mason, e in La grande vendetta (1951), in cui recitò da protagonista nel ruolo di Rudi Janus, un famoso attore tedesco specializzato in trasformismi, che si traveste da Hitler e ne prende il posto dopo averlo ucciso.
Adler fu sposato in prime nozze con l'attrice Sylvia Sidney dal 1938 al 1946. Dal matrimonio, nel 1939 nacque il figlio Jacob (che morirà nel 1987 per il morbo di Gehrig).
Dopo il divorzio dalla Sidney, Adler si risposò con Julia Roche. Morì nel 1984, all'età di ottantun anni, nella cittadina di Kutztown (Pennsylvania).