Nach der WM wurde er von Nationaltrainer Dunga zum Mannschaftskapitän ernannt. 2009 nahm er wiederum am Konföderationen-Pokal teil, kam im Turnierverlauf mehrfach zum Einsatz und erzielte den Siegtreffer im Endspiel gegen die Auswahlmannschaft der Vereinigten Staaten. 2010 nahm Lúcio an seiner dritten WM teil und bestritt als Spielführer alle Begegnungen seiner Mannschaft. Nach der enttäuschend verlaufenden Turnier gab ihm Neu-Trainer Mano Menezes eine Pause und setzte vermehrt auf junge, neue Spieler in der "Seleção". Durch gute Leistungen Lúcios kam Menezes jedoch nicht an ihm vorbei und nominierte ihn für den Kader für die Copa América 2011 in Argentinien, wo Lúcio das brasilianische Team erneut als Kapitän anführte. Dies war für ihn die erste und einzige Teilnahme an der Südamerikameisterschaft. Am 3. Juli 2011 bestritt er mit dem ersten Turnierspiel Brasiliens gegen die Auswahlmannschaft Venezuelas sein 100. Länderspiel.