Op 4 juli 2012 tekende Lúcio een tweejarig contract met Serie A-titelhouders Juventus, waardoor hij werd toegevoegd aan de lijst van spelers die voor zowel Inter als Juventus zouden spelen. Hoewel hij aanvankelijk werd gebruikt als een starter in de drie-man verdediging van de club, met in de 4×2 overwinning van Juventus op Napoli in de 2012 Supercoppa Italiana.
Op 11 augustus, na te hebben worsteld met blessures en inconsistente prestaties te hebben geleverd, werd hij al snel buiten het eerste team gelaten ten gunste van het defensieve trio van Giorgio Chiellini, Leonardo Bonucci en Andrea Barzagli. In totaal maakte hij slechts vier wedstrijden in alle competities tijdens zijn volgende zes maanden bij de club: één in Serie A, twee in de Champions League en één in de Supercoppa Italiana. Vanwege dit gebrek aan speeltijd verliet Lúcio Juventus op 17 december 2012, nadat zijn contract met wederzijdse instemming was beëindigd.