Официальный дебют бельгийца в составе «Юнайтед» состоялся 8 августа 2017 года в матче на Суперкубок УЕФА против испанского клуба «Реал Мадрид». В этой игре Ромелу отметился забитым мячом. Дебют Лукаку в Премьер-лиге состоялся через пять дней в матче против «Вест Хэм Юнайтед». Ромелу оформил «дубль» в этом матче, став четвёртым игроком «Манчестер Юнайтед», забившим два мяча в своем дебютном матче в Премьер-лиге. 27 сентября Лукаку забил два мяча в победном матче Лиги чемпионов против московского «ЦСКА». К тому моменту бельгийский нападающий забил десять голов в первых девяти матчах за «Юнайтед», превзойдя достижение сэра Бобби Чарльтона, который забил в своих первых девяти матчах за клуб девять мячей. 25 февраля 2018 года в матче против своего бывшего клуба «Челси» Ромелу забил гол, а затем отдал голевую передачу на Джесси Лингарда. 13 марта бельгиец забил свой 200-й гол в карьере в матче Лиги чемпионов против «Севильи». 31 марта 2018 года Лукаку забил свой 100-й гол в Премьер-лиге. Всего в сезоне 2017/18 Лукаку сыграл 51 матч во всех турнирах и забил 27 мячей, став лучшим бомбардиром команды.