[6]​ En agosto de 2020 llegó a un acuerdo con Vélez Sarsfield para convertirse en el nuevo refuerzo.

El vínculo con el delantero fue a préstamo con cargo y con opción hasta diciembre de 2021.

[8]​ Luego de un gran rendimiento personal marcando 4 goles en Copa Libertadores, 1 en la Copa Sudamericana, 4 en Copa Chile y 15 en la Primera División de Chile, formando parte importante del conjunto albo que logró su 33° torneo nacional, siendo escogido como el mejor jugador del año.

[11]​[11]​ Tras el anuncio, Colo-Colo indicó que el jugador no tiene cláusula de salida, por lo que anunciaron la presentación de acciones legales contra el jugador.

[13]​[14]​ En su primera temporada en el club brasileño, Lucero se convirtió en el máximo goleador de la Copa do Nordeste, siendo el primer argentino en la historia en lograrlo, y el segundo extranjero en general.