Dne 4. července 2012 podepsal Lúcio dvouletou smlouvu s Juventusem, čímž byl přidán na seznam hráčů, kteří budou hrát pro Inter i Juventus. Ačkoli byl původně použit jako útočník ve tříčlenné obraně klubu, zahrál v vítězství Juventusu 4x2 nad Napoli v Supercoppa Italiana 2012.
11. srpna, poté, co bojoval s zraněními a produkuje některé nekonzistentní výkony, byl brzy vyřazen z prvního týmu ve prospěch obranného trio Giorgio Chielliniho, Leonardo Bonucciho a Andrea Barzagliho. Celkově se během příštích šesti měsíců se objevil ve všech soutěžích pouze čtyřikrát: jednou v Serie A, dvakrát v Ligě mistrů a jednou v Supercoppa Italiana. Kvůli nedostatku hraní opustil Lúcio Juventus 17. prosince 2012, poté, co byla jeho smlouva vzájemnou dohodou ukončena.