Loek Peters studeerde in 2000 af aan de toneelschool Amsterdam. Daarna maakte hij tot 2009 onderdeel uit van het vaste ensemble van het Noord Nederlands Toneel (NNT). Bij dit gezelschap was hij onder andere te zien in Othello, De getemde feeks, Arthuro ui en Zonnekinderen.
In 2011 had Loek een hoofdrol in het door Peter de Baan geregisseerde stuk Blind Vertrouwen. In 2015 keerde hij korte tijd terug bij het NNT in de voorstelling De Twaalf gezworenen. Het jaar daarop speelde hij in de Troje Triologie van Toneelschuur Producties, die geselecteerd werd voor het Theater Festival 2017.
Op televisie was Loek Peters te zien in verschillende Nederlandse dramaseries, waaronder De geheimen van Barslet, Toren C, A’dam – E.V.A., Lijn 32, Voetbalmeisjes en Als de dijken breken. Ook maakte hij deel uit van de groep acteurs in het improvisatieprogramma De vloer op. Bij het grote publiek werd Loek vooral bekend door zijn rol als Berry in de serie Penoza en door zijn deelname aan Expeditie Robinson in 2014.
Loek speelde in diverse films zoals Kees de Jongen, Staatsgevaarlijk, Mijn vader is een detective en Mannenharten. Ook had hij een rol in de telefilm De Sterkste Man van Nederland, die de Prix Europa heeft gewonnen in de Beste Televisie Fictie 2011. Daarna kwam de film Kauwboy, deze werd op het filmfestival in Berlijn tot beste Europese Jeugdfilm van het jaar gekozen. In 2012 speelde Loek de rol van Dokter Snor in de boekverfilming Achtste-groepers huilen niet.
Ook was hij te zien in de succesvolle bioscoopfilm Oorlogsgeheimen van Dennis Bots, in de kinderfilm Apestreken en in de speelfilm Bloed, Zweet en Tranen. Voor zijn rol in Het Echte Leven van Robertjan Westdijk, de openingsfilm van Film Festival in Utrecht 2008, ontving Loek Peters een Gouden Kalf nominatie.
Hij stond in het theater met de voorstelling MA, naar het gelijknamige boek van Hugo Borst. Met Theatergroep Oostpool ging hij op tournee met People, places, things. Ook kwam Penoza de film uit, na 5 seizoenen van de serie op televisie.
