Sus participaciones más importantes para la pequeña pantalla han sido en Aquí no hay quien viva, El internado y La que se avecina.
Por esas fechas protagonizó su primera película, La señora, en la que dio vida al botones de un hotel.
En 1988, Jesús Puente lo contrató para representar Los ochenta son nuestros, una obra escrita por Ana Diosdado, la segunda mujer de su padre Carlos Larrañaga.
Según Luis Merlo, le costó notablemente poner una mirada de desafío permanente al mundo.
En el 2000, Amparo y Maribel le pidieron que sustituyese a Toni Cantó durante unas representaciones de Las amistades peligrosas.
Ese año trabajó junto a Pilar Bardem en la serie Abierto 24 horas, cuyo rodaje compaginó con la gira de Te quiero muñeca.
Otro de los manifestantes, Daniel Guzmán —que llegó a ser detenido por la policía— rodó con Luis una serie llamada London Street, en la que el actor daba vida a un masajista llamado Adolfo afincado en Gran Bretaña, cuya bisexualidad despertaba muchas inseguridades en su novia, Ajo (Ana Álvarez), quien, al final, aceptaba la relación entre Adolfo y su mejor amigo, Félix (Carlos Castel).
En ella, Luis Merlo interpretó a Mauri, un periodista homosexual que vive con su pareja, Fernando (Adrià Collado).
En 2005, Merlo protagonizó, junto a Teté Delgado, Lidia Otón e Iñaki Miramón, la obra Gorda, basada en un texto de Neil LaBute.