Nació en Huesca el 18 de octubre de 1841. 

A los siete años se trasladó a Zaragoza con su familia, donde cursó sus estudios de bachillerato, sin destacar sustancialmente.

A los diecinueve años se ve obligado a instalarse en Madrid,  como consecuencia del traslado laborar de su padre, que ejercía como maestro. Allí realiza la carrera de Ingeniería de Minas, no sin antes repetir un curso. Si bien es cierto que no fue muy brillante en sus estudios, sí lo fue a la hora de interpretar las rocas.  

Ejerció sus primeras prácticas en las minas de mercurio de Almadén (Ciudad Real), posteriormente trabajó inspeccionando las minas de carbón de Langreo (Asturias), y seguidamente estuvo un año haciendo prospecciones e inspecciones mineras por la sierra de Teruel. 

En 1870 entró a formar parte de la comisión creada para realizar el Mapa Geológico de España, el cual fue finalmente publicado en el año 1889. Es de destacar que a la hora de interpretar los estratos geológicos,  Lucas Mallada daba una primordial importancia al registro fósil incluido en los mismos, lo que le llevó a destacar dentro del campo de la paleontología.

En 1880 fue nombrado catedrático de Paleontología en la Escuela de Minas. La gran información paleontológica recopilada a lo largo de años, le llevó a publicar en el Boletín Geológico y Minero su trabajo "Sinopsis de las especies fósiles que se han encontrado en España". Si bien este trabajo iba dedicado a difundir el interés y la afición por los estudios geológicos, posteriormente se embarcó en un proyecto más ambicioso: "Catálogo General de las especies fósiles encontradas en España", publicado en 1892, y cuyo destino era un público más profesional y formado dentro de las ciencias. Representa un esfuerzo considerable para documentar y clasificar los fósiles encontrados en el país, lo que contribuyó significativamente al desarrollo de la paleontología como ciencia en España.

A lo largo de los años reunió una importante colección de fósiles y rocas, que tras su fallecimiento en 1921, fue donada por su familia unos años mas tarde a la Escuela Normal de Maestros de Huesca, y actualmente se encuentra depositada en la Facultad de Ciencias Humanas y de la Educación de Huesca. 

Por su estudio e interés a los fósiles, se le considera como el fundador de la Paleontología en España.