Começou sua carreira na escolinha do ex-jogador Marcelinho Carioca em Diadema, lá passou a ser chamado de Marcelinho devido a fisionomia parecida com o ex-jogador. Seis meses depois ele teve uma breve passagem pela extinta escolinha do SERC Santa Maria em São Caetano do Sul sob o comando do treinador Dirceu Gabriel Couto.
Aos sete anos de idade, após disputar um torneio regional, Lucas foi elogiado por um olheiro do Juventus, que o levou para o clube da Mooca. Depois de passar três temporadas no Juventus, os pais do jogador acabaram aceitando uma proposta dos dirigentes do Corinthians - para que o jogador atuasse pelas categorias de base do clube.
Corinthians
Aos dez anos de idade, Lucas foi para o Corinthians, permanecendo nas categorias de base durante três anos, onde permaneceu até completar treze anos de idade. No mesmo momento em que chegou ao clube, os dirigentes do São Paulo demonstraram ter bastante interesse no jogador - convidando para que fizesse parte das categorias de base do clube.
Permaneceu nas categorias de base do clube alvinegro, mas durante esse período os pais do jogador passaram a ficar preocupados com a rotina diária do filho naquela época, pois achavam que aquela rotina iria fazer com que Lucas tivesse uma queda de rendimento escolar e também no rendimento como jogador.
Lucas estudava no período da manhã; no período da tarde ia treinar no clube - mas pra isso, na companhia dos pais, o jogador tinha que pegar dois ônibus para conseguir chegar no clube e na volta pegava mais dois ônibus, chegando em casa somente à noite.
Os pais também ficaram preocupados com o método de desenvolvimento para que o Lucas tivesse um aumento na massa muscular. O jogador começaria a fazer musculação, pois naquela época o jogador ainda era franzino demais.
Preocupados com a rotina diária e com o método utilizado para o fortalecimento físico do seu filho, os pais do jogador foram atrás dos dirigentes corintianos - para tentar resolver os problemas que os preocupavam. Pediram para que o seu filho tivesse o acompanhamento profissional de um nutricionista - para que o jogador pudesse ganhar massa muscular corretamente; também pediram para arranjar uma escola que fosse próxima do clube e um alojamento para evitar que o jogador se sobrecarregasse demais e pudesse correr o risco de ter uma queda no seu rendimento escolar e também no futebol. Posteriormente seu pai revelou em uma entrevista que na época os dirigentes responderam: "agora não podemos ver isso".
Esperou por uma solução durante três anos, mas sempre recebeu dos dirigentes a mesma resposta. O pai insatisfeito com a situação, após o término do contrato com o Corinthians - ligou para os profissionais responsáveis pelas categorias de base do São Paulo. Acabou sendo convidado para ir conhecer o CT de Cotia e conversar mais a respeito sobre o jogador.
Como não tinha mais vínculo com nenhum clube, após visitar o CT de Cotia, o pai do jogador ficou satisfeito com o método de trabalho nas categorias de base do clube e também pelo fato de que o clube também exigia que os jogadores da base, tivessem um bom desempenho escolar. Então acabou resolvendo levar o Lucas com treze anos, para treinar nas categorias de base do São Paulo[3].
São Paulo
Lucas chegou ao São Paulo aos treze anos de idade, ainda conhecido como Marcelinho. Ainda na primeira semana que Lucas começou a treinar no seu novo clube, o pai do jogador acabou passando novamente pela mesma situação que havia passado anteriormente - quando Lucas chegou ao Corinthians, os dirigentes do São Paulo haviam feito um convite para que o jogador treinasse nas categorias de base do ''tricolor''. Porém desta vez a situação era a inversa do que havia acontecido antes - desta vez foram os dirigentes do Corinthians que convidaram para que o jogador voltasse a treinar nas categorias de base do time ''alvinegro''.
O pai do jogador fez a mesma escolha quando isso aconteceu pela primeira vez e acabou optando pela permanência do seu filho no time em que estava treinando.
Logo após chegar ao clube, o jogador teve um crescimento no desempenho do seu futebol e ainda no primeiro ano, Lucas foi campeão paulista da sua categoria atuando pelo seu novo clube. Permaneceu atuando nas categorias de base do clube até chegar à faixa etária dos jogadores que disputam a Copa São Paulo de Futebol Júnior.
Depois de ser campeão da Copa São Paulo de Futebol Júnior de 2010, onde teve atuações de destaque, que acabaram fazendo com que o técnico do São Paulo tivesse interesse e acabou sendo integrado no elenco profissional do São Paulo no mês de agosto do mesmo ano, através do técnico Sérgio Baresi. Porém ainda sob o comando de Ricardo Gomes, o jogador não teve oportunidade de estrear profissionalmente.
Como jogador profissional
São Paulo
Estreiou profissionalmente no jogo contra o Atlético Paranaense na Arena da Baixada - que terminaria empatado, ao entrar no decorrer da partida, sob o comando do técnico interino Milton Cruz - que assumiu o cargo de técnico interino naquela partida, após a demissão do técnico Ricardo Gomes. Foi titular pela primeira vez no jogo contra o Vasco da Gama, no estádio do Morumbi; desta vez sob o comando de outro técnico interino Sérgio Baresi, comandando o time até a chegada de Carpegiani.
Ainda sob o comando de Sérgio Baresi, depois de jogar como titular pela primeira vez; Lucas passou a ser escalado como titular nos jogos seguintes após manter boas atuações em campo e fez seu primeiro gol como jogador profissional na sua quarta partida como titular, contra o Atlético-MG no estádio Ipatingão em Minas Gerais. Nesse jogo ele foi o destaque do São Paulo, pois além de ter marcado o gol de empate, Lucas ainda construiu a jogada que terminaria com o gol da virada feito pelo Fernandão e que resultaria na vitória do São Paulo.
Lucas passou a ter mais chances entre os titulares também com o novo treinador, fato que melhorou bastante o seu desempenho nas partidas.
Lucas passou a ganhar destaque na imprensa devido ao seu desempenho em campo e até acabou virando motivo de discussão entre os presidentes do São Paulo e Corinthians. A discussão começou depois que o presidente corintiano Andrés Sanchez começou a acusar o São Paulo, de ter roubado o jogador das categorias de base do seu clube. Para acabar de vez com a discussão, o jogador esclareceu o caso publicamente em uma entrevista para o jornal O Estado de São Paulo. Porém após ter se destacado no clássico contra o Palmeiras, o jogador recebeu em casa a visita da equipe de reportagem do site GloboEsporte.com e seu pai tratou de explicar detalhadamente o caso sobre ''o suposto roubo do jogador''. Revelou que o jogador saiu do Corinthians com treze anos, ainda na época em que o clube recebia investimentos, providos pela parceria do clube com a MSI em 2005, e também que isso tinha acontecido quando o Andrés ainda não era o presidente. Para finalizar ele disse que se fosse necessário, falaria isso na cara de quem fosse preciso.
Depois de jogar nove partidas como profissional sendo chamado pelo apelido de Marcelinho, o jogador pediu para ser chamado pelo seu nome verdadeiro e que não havia pedido antes porque achava normal, mas resolveu mudar porque queria fazer a sua própria história no futebol, sem ser comparado com ninguém. O primeiro jogo do jogador como Lucas, ocorreu no dia 16 de setembro, contra o Internacional pelo Campeonato Brasileiro.
Após um excelente ano de estreia como profissional, no fim de 2010, a FIFA citou o jogador como uma das principais revelações do ano.
Em 17 de fevereiro de 2011, Lucas assinou a renovação de seu contrato com o São Paulo até 31 de dezembro de 2015, tendo agora uma multa rescisória de 180 milhões de reais, fato que o torna o segundo jogador mais caro do país,[15] atrás apenas de Ronaldinho Gaúcho, do Flamengo. No dia 6 de abril, em jogo importante do São Paulo pela Copa do Brasil, Lucas teve a sua primeira expulsão como profissional no jogo contra o Santa Cruz, causada por um desentendimento com o zagueiro Everton Sena, que o marcara durante os dois confrontos.
No Campeonato Brasileiro de 2011, Lucas tornou-se o goleador mais jovem do São Paulo na história da competição, ele anotou 9 gols durante o campeonato.
Seleção Brasileira
Em 30 de novembro de 2010, foi convocado pelo técnico Ney Franco para a Seleção Brasileira Sub-20,[18] e participou do Sul-Americano Sub-20 de 2011, onde ganhou repercussão nacional, ao se destacar nas partidas. Vestindo a camisa 10, acabou como segundo artilheiro da competição, atrás apenas de Neymar, marcando três gols na final contra o Uruguai.
No dia 3 de março de 2011, o jogador foi convocado pela primeira vez para a seleção principal sob o comando do técnico Mano Menezes, para um amistoso contra a Escócia. No jogo, começou no banco de reservas e atuou apenas durante os 15 minutos finais, dando velocidade ao jogo com jogadas individuais. Em maio, foi convocado para disputar mais dois amistosos, contra Holanda e Romênia. No jogo contra a Holanda, entrou na metade do segundo tempo, dando novamente, à um jogo lento, grande velocidade e jogadas individuais. Contra a Romênia, partida marcada pela despedida do atacante Ronaldo da seleção, Lucas entrou também na metade do segundo tempo, dando novamente, mais velocidade ao jogo. No dia 7 de junho de 2011, Mano o convocou novamente, desta vez, para a disputa da Copa América. Lucas foi reserva durante todo o torneio, mas atuou em todas as partidas entrando no decorrer delas. O Brasil terminou eliminado nas quartas-de-final, após ser derrotado pelo Paraguai na disputa por pênaltis. Recebeu outra convocação do técnico Mano Menezes para disputar um amistoso contra a seleção da Alemanha, onde o Brasil terminou derrotado por 3–2. Lucas não entrou. No final de agosto, foi novamente convocado para disputar outro amistoso contra a seleção da Gana. O Brasil venceu a partida por 1–0, porém, Lucas novamente não foi utilizado. Em 5 de setembro de 2011, Lucas foi convocado para disputar o primeiro amistoso contra a Argentina no dia 14 de setembro de 2011, junto de seus companheiros de equipe Casemiro, Rhodolfo e Cícero. No segundo jogo do Superclássico das Américas, no dia 29 de setembro, teve uma atuação de gala, fazendo um golaço e sendo eleito o melhor jogador da competição.
