Schon während seiner Ausbildung konzipierte er Möbel, Bauwerke und Inneneinrichtungen,[3] die auch teilweise realisiert wurden. Anknüpfend an die Konzepte der klassischen Moderne, entwickelte er schon früh eine eigene Formensprache, die in seinen späteren Werken – trotz einiger Erweiterungen – wieder erkennbar wurde. Beeinflusst wurde er dabei insbesondere von seinem Lehrer Plischke, von Adolf Loos und Josef Frank, dem Mitbegründer des Österreichischen Werkbundes. Seit den 1980er Jahren lockerte er seine strengen, geraden und runden Formen bisweilen, vor allem bei seinen Möbelentwürfen, durch spielerische, postmodern inspirierte Details auf.
Blau wurde bald als einer der wichtigsten zeitgenössischen Architekten Österreichs betrachtet und gewann zahlreiche Ausschreibungen. Viele Jahre lang war er am Projekt der sogenannten Wiener Stadtmöblierung beteiligt; er entwarf und realisierte nicht nur Wohnhäuser, renovierte auf den jeweiligen Stil abgestimmte Geschäftshäuser, Kulturbauwerke und städtische Einrichtungen, sondern er gestaltete auch Plätze und Straßen, beispielsweise durch Telefonzellen, Straßenbahnwartehäuschen, Sitzbänke und Blumenkübel. Auch Abfallbehälter, Kleidercontainer, Kioske, ja sogar eine Toilettenanlage im Wiener Rathauspark, entstanden nach seinen Entwürfen.
Bis September 2005 gestaltete er einen Abschnitt der Fußgängerzone Favoritenstraße in Favoriten (10. Wiener Gemeindebezirk) neu.[4] Auch in der Wiener Innenstadt finden sich an vielen Stellen Spuren seines Wirkens. Blau nahm keine großen Eingriffe in das gewachsene Stadtbild vor, setzte aber deutlich sichtbare Akzente, die das Alte harmonisch mit Elementen der Moderne verbinden.
Für Blau ist eine Wohnung kein Kunstwerk. Er hält es jedoch für wesentlich, den Wohnraum sorgfältig und funktional zu gestalten, da er einen Teil der Kultur des Einzelnen darstelle und zur Kultivierung beitragen könne.[6] In der Liste seiner Werke wird die Vielschichtigkeit seines von künstlerischer Intention getragenen Wirkens deutlich.
Holzsessel (in Deutschland: Holzstuhl und Holzstuhl mit Leder), 1980. Ein rot gebeizter Holzsessel ist im Hofmobiliendepot, Möbel Museum Wien, ausgestellt.
Umbau und Einrichtung eines Wohnhauses am Attersee, 1979–1981
Renovierung und Innenausstattung von Demmers Teehaus, Wien 1., Mölker Bastei 5, 1981
Künstlerische Realisierung der Ausstellung Merkur und die Museen über Leipzig, im Künstlerhaus Wien, 1988–1989
Arbeiten im Rahmen der Stadtmöblierung, Wien, ab 1989, unter anderem, Warteunterstand (in Wien: Wartehäuschen) für Autobus- und Straßenbahnhaltestellen, Telefonzelle, Kiosk, Sitzbank, Altkleidercontainer, Abfallbehälter, Blumenbehälter, öffentliche Toilettenanlage (1., Rathauspark) u. a.
Renovierung und Innenausstattung des Ende des 19. Jahrhunderts errichteten Theaters Ronacher, Wien, 1992–1993
Renovierung und Innenausstattung der Café-Bar Lapinski, Wien, 1994–1995
Gestaltung und Innenausstattung der neuen Tourist-Info Wien des WienTourismus, 1., Tegetthoffstraße / Maysedergasse (Albertinaplatz), 1999–2000 (2014 von anderen Architekten neu gestaltet)
Umbau des Eingangs und Innenausstattung des Restaurants im Burgtheater, Wien, 1999–2000
Gestaltung des Bühneneingangs im Burgtheater, Wien, 2002
Planung der Ausstellung Schiele & Roessler. Der Künstler und sein Förderer im Wien Museum, 2002–2004
Mit Gabriele Kaiser, Friedrich Achleitner, Alessandro Alverà, Hermann Czech, Hubert Egger, Heinz Frank, Georg Friedler, Roland Hagemüller, Helmut Hemperl: Ernst Anton Plischke, Architekt und Lehrer, Salzburg 2003
Neubau, Umbau, Renovierung und Innenausstattung zahlreicher Wohnhäuser und Villen in Wien und anderen Städten.[9]
Ernst-A.-Plischke-Preis. Pustet, Salzburg 2008
Architekt Luigi Blau – Häuser, Intérieurs Stadtmöbel – Beiträge zu einer Baukultur 1967–2002. Hg. Matthias Boeckl, mit Textbeiträgen von Friedrich Achleitner, Matthias Boeckl, Francesco Collotti, Otto Kapfinger, Dietmar Steiner und Liesbeth Waechter-Böhm. Wien, 2003, ISBN 3-211-83896-1 – aufwändig illustriert, enthält das vollständige Werkverzeichnis über diesen Zeitraum.
Wien Möbel – Vienna Furniture. Ausstellungskatalog, Wien, 1989, ISBN 3-900803-22-6
Tobias G. Natter/Ursula Storch (Hrsg.): Schiele & Roessler. Der Künstler und sein Förderer. Kunst und Networking im frühen 20. Jahrhundert. Hatje Cantz Verlag, Ostfildern-Ruit 2004, ISBN 3-7757-1479-0.
Gabriele Kaiser, Friedrich Achleitner, Alessandro Alverà, Luigi Blau, Hermann Czech, Hubert Egger, Heinz Frank, Georg Friedler, Roland Hagemüller, Helmut Hemperl: Ernst Anton Plischke, Architekt und Lehrer, Salzburg 2003
Tobias G. Natter, Ursula Storch (Hrsg.): Schiele & Roessler. Der Künstler und sein Förderer. Kunst und Networking im frühen 20. Jahrhundert. Ostfildern-Ruit 2004
Siehe: Archivmeldung der Rathauskorrespondenz vom 08.09.1995: „Umbau des Radetzkyplatzes Wien, 8.9.(RK-KOMMUNAL). Im 3. Bezirksoll der Radetzkyplatz gemäß Plänen von Architekt Luigi Blau umgestaltet werden. Die umfangreichen Arbeiten laufen am Dienstag, dem 12. September, an und sollen im Dezember noch vor Weihnachten abgeschlossen werden. Es erfolgt eine Gestaltung der einzelnen Vorplätze mit Grünflächen und Pflasterungen; außerdem werden zwei Haltestellenkaps in den Einmündungsbereichen der Löwengasse und der Radetzkystraße angelegt.“.