Al principio del pontificado de Lucio, el emperador Galo continuó la persecución iniciada por Decio. El Papa fue desterrado a un sitio del que los anales no conservan memoria, pero el destierro duró poco tiempo ya que Galo murió ese mismo año, y le sucedió Valeriano, más favorable a los cristianos. A su vuelta, Lucio fue aclamado por el pueblo, que salió a recibirle triunfalmente. Con esa ocasión san Cipriano le escribió una carta de felicitación, diciéndole que no por haber sido preservado por Dios de la muerte, como los jóvenes lo fueron de las llamas del horno, ha perdido la palma del martirio. San Cipriano añade: «No cesamos de ofrecer sacrificios y oraciones a Dios Padre y a su Hijo Jesucristo para darle gracias y suplicarle que, puesto que da la perfección en todo, perfeccione también en ti la gloriosa corona de tu confesión. Tal vez al destierro no fue sino para mostrarte que tu gloria debe brillar a los ojos de todos, pues es conveniente que la víctima, que debe a sus hermanos ejemplo de virtud y fe, sea sacrificada delante del pueblo». En otra carta que escribió al Papa Esteban, san Cipriano dice que san Lucio condenó a los herejes novacianos que rehusaban la absolución y la comunión a los pecadores arrepentidos.
Según Eusebio, san Lucio sólo ocupó la cátedra pontifical ocho meses. Durante muchos siglos se lo tuvo como «martirizado en la persecución de Valeriano», pero es positivamente cierto que murió antes de que empezara dicha persecución y es muy poco probable que haya muerto martirizado. El cronista del año 354 no nombra a san Lucio en la «depositio martyrum», sino en la «depositio episcoporum», en tanto que los restos de la inscripción, descubierta por De Rossi en las catacumbas, no mencionan su martirio.
Se dice que en Bolonia se conservan algunas reliquias de san Lucio. En la catedral de Roeskilde, cerca de Copenhague, se veneró durante largo tiempo la cabeza de este Papa, que era el patrono de la ciudad. Pero muy probablemente, tanto las reliquias de Dinamarca como las de Bolonia, pertenecen a otros dos santos del mismo nombre. San Lucio fue sepultado en la catacumba de San Calixto; pero sus restos fueron trasladados más tarde a la iglesia de Santa Cecilia, por orden de Clemente VIII, y ahí se conservan todavía.
Ver Duchesne, Líber Pontificalis, vol. I, pp. XCVII y 153; San Cipriano (Hartel), pte. II, pp. 695 y 748; De Rossi, Roma Sotterranea, vol. II, 62-70; cf. Acta Sanctorum, marzo, vol. I, y Allard, Histoire des persécutions, vol. II, pp. 27 ss.