No dia 4 de julho de 2012, Lúcio assinou com a Juventus por dois anos. No mesmo ano, sagrou-se campeão da Supercopa da Itália em uma vitória por 4 a 2 sobre o Napoli, conquistando assim seu primeiro e único título com a camisa da "Velha Senhora". Cinco meses depois, no dia 17 de dezembro, veio o anúncio de que Lúcio e a Juventus encerravam o contrato de modo consensual. O jogador teve uma participação frustrada na Juventus, tendo atuado em apenas quatro jogos: duas partidas na Liga dos Campeões, uma da Supercopa da Itália e uma vitória na Serie A italiana. No dia 16 de dezembro, acertou sua saída da equipe de Turim e confirmou as negociações que se desenvolviam desde meados de 2012 para seu retorno ao Brasil em 2013.