Massimiliano Allegri entrenatzaile berria 2010eko udan izendatu zutenean, Antonini ezkerreko atzealdean mantendu zuen eta Luca hasierako XIan egon zen 2010-11 denboraldi osoan, Milanek bere 18. Scudetto irabazten lagunduz. 2011-12 urtean ohiko bezeroa izan zen.
denboraldian, non Milanek Juventusen atzetik bigarren amaitu zuen, baina Supercoppa Italiana irabaztea lortu zuen 2011ko udan.