La saison suivante, il remporte le Trophée des champions face aux Girondins de Bordeaux, victoire 2-1. Quelques semaines plus tard, il marque son premier but sous les couleurs du Paris Saint-Germain contre cette même équipe, victoire 2-0. Après quelques matchs sur le banc et quelques rumeurs indiquant un départ en prêt pour le Brésil, Lucas inscrit son deuxième but de la saison contre Lorient lors de la de Ligue 1, puis son troisième contre Reims deux semaines plus tard. Le , il réalise un énorme "rush" depuis son camp jusqu'à la surface de réparation marseillaise en éliminant quatre défenseurs mais ne parvient pas à marquer après un retour de Rod Fanni. Néanmoins, Laurent Blanc minimise l'effervescence des médias et des supporters tandis que le principal intéressé avoue ne pas avoir dormi pendant une semaine. Le reste de la saison, grâce aux blessures successives de Edinson Cavani et de Zlatan Ibrahimović, il retrouve une place de titulaire sur le côté droit de l'attaque. Il termine ainsi la saison avec un bilan de cinq buts et quatorze passes décisives, toutes compétitions confondues. Le , il remporte la Coupe de la Ligue en l'emportant 2-1 face à l'Olympique lyonnais au Stade de France et le , il est champion de France face à Rennes au Parc des Princes malgré la défaite 1-2.