Když byl v létě roku 2010 jmenován nový trenér Massimiliano Allegri, udržel Antoniniho na pozici levého obránce a Luca byl pravidelným hráčem v počáteční jedenácti po celou sezónu 2010/11 a pomohl Milánu vyhrát jejich 18. Scudetto. Pokračoval jako pravidelný hráč v sezóně 2011/12
sezónu, kdy Milán skončil na druhém místě za Juventusem, ale podařilo se mu vyhrát Supercoppa Italiana v létě 2011.