Sin embargo, Luiz Gustavo jugó con mayor regularidad durante esta etapa del torneo, disputando 21 partidos con 2 goles marcados.

Durante el poco tiempo que estuvo logró ser un aporte para su equipo, disputando 14 encuentros con 1 gol anotado.

El 18 de septiembre anotó su primer gol por el club en el empate a 2 frente al 1.

FC Kaiserslautern marcando a los 39 minutos el 1-0 transitorio, válido por la cuarta fecha de la Bundesliga.

En la Bundesliga completaría 28 apariciones y una anotación, pero saldrían segundos en la competición detrás del Borussia Dortmund.

Esto se repetiría en la DFB Pokal donde perderían la final por 5-2 frente al Borrusia Dortmund, la cual Luiz Gustavo disputó de titular, hasta ser reemplazado en el entretiempo por Thomas Müller.

[13]​ Luiz Gustavo sería un jugador clave en la campaña realizada en la Liga de Campeones 2011-12, sin embargo se perdería la final perdida a penales frente al Chelsea F. C. debido a acumulación de tarjetas amarillas.

[14]​ Siendo esta su primera temporada completa en el Bayern, Luiz Gustavo disputó 46 partidos contando todas las competiciones.

[16]​ Su segundo gol llegaría el 29 de septiembre en la victoria por 0-2 frente al Werder Bremen.

[17]​ El 20 de octubre marcaría su tercer gol en la temporada frente al Fortuna Düsseldorf, cuyo encuentro terminó 0-5 a favor del Bayern.

El 11 de mayo en la penúltima fecha del torneo, anotó su cuarto gol en la temporada en la victoria por 3-0 sobre el Augsburgo.

[22]​ Luiz Gustavo completaría 46 partidos y 4 goles en total de todas las competiciones disputadas en la temporada 2012-13.

[24]​ Realizó su debut el día siguiente, siendo titular en la victoria por 4-0 sobre el Schalke 04 en el Volkswagen Arena, encuentro válido por la segunda fecha de la Bundesliga 2013/14.

[28]​ Su cuarto gol en la temporada lo anotaría el 15 de marzo en el empate a 1 con el Eintracht Braunschweig.

En la temporada 2014-15 continuaría como titular indiscutido, siendo una pieza clave en el mediocampo del equipo dirigido por Dieter Hecking.

[33]​ Durante la última fecha de la Bundesliga, anotó su segundo gol en la competición en el empate a 2 con el F. C.

[35]​ Completó 47 encuentros y 7 goles a lo largo de todas las competiciones que disputó en la temporada 2014-15.

[40]​ Tras su debut, seguiría siendo convocado durante las siguientes nóminas de lo que restaba del año 2011.

Poco después anotaría su primer gol por Brasil el 6 de septiembre en la victoria por 6-0 sobre Australia.

[49]​ Retornaría al equipo titular en los últimos 2 partidos del torneo, formando parte de la histórica derrota en semifinales por 1-7 frente a Alemania[50]​ y de la derrota por 0-3 frente a Países Bajos en el encuentro por el tercer lugar, logrando el cuarto puesto del torneo.

[51]​ Tras la decepcionante participación en el mundial, Luiz Gustavo continuaría siendo convocado a la selección por el nuevo técnico Dunga.