4 lipca 2012 roku Lúcio podpisał dwuletni kontrakt z Juventusem, dodając go do listy graczy, którzy będą grać zarówno dla Interu, jak i Juventusu. Chociaż początkowo był używany jako zawodnik w trójosobowej obronie klubu, wystąpił w zwycięstwie Juventusu nad Napoli w Supercoppa Italiana w 2012 roku.
11 sierpnia, po walce z kontuzjami i niespójnych występach, został wkrótce wyłączony z pierwszej drużyny na rzecz trójki obronnej Giorgio Chiellini, Leonardo Bonucci i Andrea Barzagli. W sumie wystąpił tylko cztery razy we wszystkich zawodach w ciągu następnych sześciu miesięcy w klubie: raz w Serie A, dwa razy w Lidze Mistrzów i raz w Supercoppa Italiana. Z powodu braku czasu gry, Lúcio opuścił Juventus 17 grudnia 2012 roku, po tym jak jego kontrakt został rozwiązany za obopólną zgodą.