Lucas vant en olympisk sølvmedalje i fotball under OL-2012 i London. Han var med på det brasilianske laget som kom på andreplass i fotballturneringen for menn bak Mexico.
Brasil vant alle tre kampene i det innledende gruppespillet. I kvartfinalen beseiret de Honduras med 3-2 og i semifinalen ble resultatet 3-0 over Sør-Korea. I finalen mot Mexico ble det tap med 1-2.