Lúcio nåede i sin tid som landsholdsspiller (2000-2011) at spille hele 105 kampe og score 4 mål for Brasiliens landshold, som han blev verdensmester med ved VM i 2002. Derudover var han med til at vinde både Confederations Cup 2005 og Confederations Cup 2009, og var også en del af den brasilianske trup til VM i 2006 og VM i 2010.