Kiedy nowy trener Massimiliano Allegri został mianowany latem 2010 roku, utrzymał Antoniniego na pozycji lewego obrońcy, a Luca był stałym członkiem pierwszej jedenastej przez cały sezon 2010/11, pomagając Milanowi wygrać 18. tytuł mistrzowski. Był stałym gościem w sezonie 2011/12
sezon, gdzie Milan rozczarowująco zajął drugie miejsce za Juventusem, ale udało mu się wygrać Supercoppa Italiana latem 2011 roku.