Lúcio se révèle particulièrement lors de son passage au Bayer Leverkusen. Dès sa première saison avec le club allemand, il manque de remporter le triplé coupe-championnat-Ligue des champions 2001-2002 et finit à chaque fois deuxième. Après avoir notamment éliminé le Liverpool FC et Manchester United, en finale de Coupe d'Europe contre le Real Madrid CF, le défenseur brésilien égalise de la tête sur coup-franc. Ensuite, avec Boris Zivkovic, il maitrise Raul et Fernando Morientes. Le Real l'emporte 2-1 grâce à la célèbre reprise de volée de Zinédine Zidane.