Nato a Milano, all'età di 17 anni, grazie alla camera oscura del padre, inizia ad analizzare e sondare le potenzialità creative del fotogramma.

Negli anni venti inizia l'attività artistica, frequentando un corso di disegnatore tessile, e contemporaneamente svolge ricerche nell'ambito fotografico che gli consentono di ottenere, attraverso determinate tecniche, immagini dense di originalità. Fu introdotto da Raffalle Giolli in un gruppo di intellettuali associati con la rivista Poligono. A 20 anni comincia ad interessarsi alla pittura studiando presso il pittore napoletano Carmelo Violante, allora professore presso l'Accademia Carrara di Bergamo.

Partecipa alla prima mostra collettiva di arte astratta d'Italia, il 4 marzo 1934 nello studio dei pittori Felice Casorati e Enrico Paolucci in Torino, con gli artisti Oreste Bogliardi, Cristoforo De Amicis, Ezio D'Errico, Lucio Fontana, Virginio Ghiringhelli, Osvaldo Licini, Fausto Melotti, Mauro Reggiani e Atanasio Soldati, i quali firmarono il "Manifesto della Prima Mostra Collettiva di Arte Astratta Italiana". Un anno dopo Veronesi è l'illustratore del libro di geometria di Leonardo Sinisgalli. Partecipa alla Triennale di Milano nel 1936. Lo stesso anno partecipa a una mostra di arte astratta in Como con Lucio Fontana, Virginio Ghiringhelli, Osvaldo Licini, Alberto Magnelli, Fausto Melotti, Enrico Prampolini, Mario Radice, Mauro Reggiani, Manlio Rho e Atanasio Soldati. Il catalogo contiene una presentazione scritta da Alberto Sartoris. Nel 1939 presentò una mostra personale nella Gallerie L'Equipe in Parigi.

A Milano, nel 1932, la galleria Il Milione ospita le sue prime creazioni, di tipo figurativo: in seguito, inizia la sua personale ricerca nell'ambito dell'astrattismo.

Nel 1934 aderisce al gruppo parigino Abstraction-Création, conosce le esperienze del costruttivismo svizzero ed aderisce, al metodo del Bauhaus tedesco. Partecipa alla mostra Arte Astratta Arte Concreta nel Palazzo Reale di Milano. Molto attivo prima in teatro e poi al cinema[1][2], con un totale di 6 film sperimentali e astratti realizzati, di cui 4 completamente perduti, mentre degli altri rimangono solo brevi spezzoni non proiettabili (i primi risalenti agli anni quaranta). Durante la guerra utilizza le sue conoscenze di grafica e design e diviene falsario per il Movimento di liberazione nazionale (si veda in bibliografia 1). Nel dopoguerra fu cofondatore del gruppo fotografico La Bussola. Lavora per molti anni come grafico e pubblicitario, ed alcuni suoi fotogrammi diventano copertine per riviste quali Campografico e Ferrania.

Successivamente si interessa anche alla musica, creando una polidimensionalità dell'arte intesa come un progetto globale, approfondendo la sua ricerca sui rapporti matematici delle note musicali, traducendoli nei rapporti tonali del colore. Crea così numerose trasposizioni cromatiche di partiture musicali. Alla fine degli anni novanta, queste sue ricerche sono state sviluppate dal musicista Sergio Maltagliati.[3] Divenne infine negli anni settanta docente di cromatologia per l'Accademia di Belle Arti di Brera.

Partecipa attivamente alla maggior parte delle mostre di quegli anni, quale la mostra dell'astrattismo italiano alla XXXIII Biennale di Venezia, il Festival di Musica Contemporanea ed una personale alla Galleria Spatia di Bolzano nel 1980 e un'altra a Pordenone nel 1984. Nel 1987 insieme a Maria Lai, Costantino Nivola, Guido Strazza realizza il progetto artistico del Lavatoio Comunale di Ulassai in Sardegna. Nel 1989 Luigi Veronesi fu coautore, con Giancarlo Pauletto, di un libro sull'artista Genesio De Gottardo. Sempre negli anni ottanta progetta diverse scenografie per il Teatro alla Scala di Milano.