Jis užmušė savo antrą kampanijos įvaržą, įmušęs abu "West Brom" įvarčius, kai vasario 23 d. jie namuose pralaimėjo "Sunderland" 2:1. Kovo 9 d. per lygos rungtynes prieš "Swansea City" Lukaku įmušė golą, kuris ištiesino varžybas. West Brom galiausiai laimėjo rungtynes dėl Jonathano de Guzmano savo įvarčio. Gegužės 19 d., įžengęs į aikštelę kaip antrosios pusės pakaitalas, Lukaku įveikė nuostabų antrosios pusės hat-triuką, kai "West Brom" iš trejų taškų nusileido ir susitaikė su "Manchester United". Tai buvo 1500-oji ir paskutinė Alex Ferguson rungtynė su "United", taip pat aukščiausio rezultato lygiosios rungtynės Premjero lygos istorijoje. Nepaisant to, kad klubas jį paskolino, Lukaku pergalėjo visus savo "Chelsea" komandos draugus Premjerinėje lygoje tuo sezone, būdamas šeštuoju geriausiu 2012-2013 m. sezono taškų įvarčiuotoju su 17 taškų. 2013-2014 m. sezono pradžioje Lukaku žaidė du "Chelsea" rungtynes Premjerinėje lygoje. Jis taip pat buvo pakeistas 2013 m. UEFA Super taurėje.
, galiausiai praleido lemiamą baudos smūgį, kai Manuel Neuer išgelbėjo savo šūvį, o "Chelsea" pralaimėjo "Bayern Munich".