Setelah meninggalkan Piacenza pada musim panas 2002, Lucarelli pindah ke Palermo, yang saat itu bermain di Serie B, di mana ia hanya bermain selama satu musim dan membuat 28 penampilan di liga. Pada musim panas 2003, ia pindah ke Brescia dan hanya bermain dua kali di Piala UEFA Intertoto 2003, yang menjadi dua penampilan terakhirnya di kompetisi Eropa. Pada bulan Agustus tahun yang sama, ia pindah ke Fiorentina, yang juga bermain di Serie B, di mana ia membuat 31 penampilan dan mereka berhasil promosi ke Serie A.
Klub asal kota kelahirannya, Livorno, melihat kualitas Lucarelli dan merekrutnya untuk musim Serie A 2004-2005. Ia membuat 28 penampilan dalam satu musim penuh bersama klub tersebut dan juga mencetak empat gol pertamanya di liga. Livorno finis di posisi kesembilan di Serie A. Lucarelli pindah ke Reggina pada musim 2005-2006 dan bermain selama dua musim di klub tersebut, dua kali finis di posisi tengah klasemen sebelum mengulanginya bersama Genoa pada musim 2007-2008. Pada musim panas 2007, ia bergabung dengan Genoa setelah ditukar dengan Francesco Cozza dari Reggina, dan ia menandatangani kontrak tiga tahun dengan Genoa. Genoa membayar €1,9 juta kepada Siena untuk mendapatkan Lucarelli. Pada musim panas berikutnya, tahun 2008, ia kembali bergabung dengan saudaranya Cristiano di Parma, yang membayar €1,2 juta untuk jasanya. Parma saat itu bermain di Serie B dan Lucarelli membantu Parma promosi pada musim tersebut dengan membuat 39 penampilan di semua kompetisi. Ini merupakan promosi ketiga Lucarelli dari Serie B ke Serie A. Antara tahun 2009 dan 2015, selama enam musim, Lucarelli membuat 193 penampilan di Serie A untuk klub tersebut. Pada musim keenamnya di klub tersebut, ia menjadi kapten klub. Selama bermain di Parma, ia masuk dalam daftar 100 pemain dengan penampilan terbanyak di Serie A, dengan tampil sebanyak 386 kali untuk lima klub. Lucarelli adalah satu-satunya pemain yang tetap bertahan di Parma setelah klub tersebut terdegradasi ke Serie D. Ia berhasil meraih tiga promosi berturut-turut dalam kebangkitan klub tersebut dari Serie D pada musim 2015-2016, Lega Pro ke Serie B pada musim 2016-2017, dan ke Serie A pada musim 2017-2018. Pada tanggal 4 November 2017, Lucarelli menjadi pemain dengan penampilan terbanyak sepanjang masa Parma, melampaui Ivo Cocconi di daftar sepanjang masa. Pada tanggal 27 Mei 2018, Lucarelli mengumumkan pensiunnya selama pesta promosi Parma di Stadio Ennio Tardini, dengan Parma memensiunkan nomor punggung 6 miliknya.
Pada bulan Juni 2017, Lucarelli mulai belajar untuk mendapatkan Lisensi UEFA A di Coverciano, dan kemudian menjadi manajer tim dari tahun 2018 hingga 2021. Lucarelli memulai kontrak manajerial untuk klub sepak bola Vastese Calcio 1902 di Italia pada tahun 2022, mengelola 27 pertandingan di liga Italia sebelum kontraknya berakhir pada tahun 2023. Selama periode ini, Vastese mencetak 26 gol dan meraih 29 poin, dengan rata-rata 2:1 per pertandingan. Pada tahun 2024, Lucarelli kembali bekerja di Parma sebagai manajer pinjaman.
Lucarelli lahir di