В 1981 году он стал главным тренером сборной Румынии. Под его руководством румыны выиграли отборочную группу на чемпионат Европы 1984, опередив такие сильные команды как Швецию, Чехословакию и Италию. Благодаря этому результату румынская сборная впервые за 14 лет вышла в финальную часть крупного международного турнира, а участие на чемпионате Европы стало для неё первым в истории. Подопечные Луческу были близки к выходу в финальную часть чемпионата мира в Мексике, однако 16 октября 1985 года со счётом 0:1 уступили в решающем матче своим главным конкурентам сборной Северной Ирландии, в итоге отстав от неё на одно очко. Луческу отработал с командой ещё полгода, после чего покинул пост.