Luerssen era figlio di un produttore di sigari di Brema. Con il desiderio di diventare un insegnante, nel 1858, dopo la conclusione della frequenza delle migliori scuole pubbliche, entrò nel neocostituito Seminario degli Insegnanti di Brema (Bremer Lehrerseminar), guidato da pedagoghi riformisti e dall'autore di libri di testo August Lüben. Dopo la laurea, lavorò come insegnante a Brema, prima di poter conseguire, con il sostegno del Senato di Brema, la laurea in Scienze Naturali a Jena, dove con Ernst Abbe oltre a Zoologia e Botanica apprese anche Fisica. Nel 1868, conseguito a Jena il dottorato con un lavoro botanico, fece ritorno a Brema.