Le derby de la Ruhr à Gelsenkirchen se solde également par un score identique de 2 buts partout éloignant le club à sept points désormais du premier. Le 1er octobre 2017, lors de la 8e journée de Ligue 1, il inscrit son premier but sous le maillot phocéen contre l’OGC Nice lors d’une victoire quatre buts à deux à l’Allianz Riviera. Le 22 octobre lors du match entre l’OM et le Paris Saint-Germain (2-2), il marque un but d’une trentaine de mètres qui permet à son équipe d’ouvrir le score. 12 mai 1935 J29 RC Paris Dom. 28 juillet 2010 Trophée des champions 2010 Paris SG 0 – 0 a.p. Les Canaris s’envole ensuite pour Genk (Belgique) ou l’équipe locale leur inflige le 19 juillet ce qui restera l’unique défaite des joueurs de Michel Der Zakarian en 7 matchs de préparation (0-1). Les joueurs reviennent ensuite en Pays de la Loire pour achever leur pré-saison par 4 rencontres: 4-1 contre Lorient (22 juillet), 0-0 contre Bournemouth (25 juillet), 2-0 contre Luçon (29 juillet), 1-1 contre le Marítimo Funchal (2 août). Le 4 juillet 2017, Luiz Gustavo quitte l’Allemagne après dix saisons.
En plus de cette victoire en C1, Luiz Gustavo est également sacré champion d’Allemagne pour la première fois de sa carrière. Lors de l’exercice 2012/2013, Luiz Gustavo n’est plus titulaire, et joue un peu moins. Le club allemand avait pourtant remporté le match aller 2-0, mais se fera dépasser lors du retour à Madrid avec une défaite 0-3. Luiz Gustavo est titulaire lors de ces deux rencontres qu’il joue dans leur intégralité. Éloigné plusieurs semaines des terrains à cause d’une blessure, il ne joue que 22 rencontres de Bundesliga où Wolfsburg ne finit qu’à une modeste huitième place. Au terme de sa première moitié de saison avec le Bayern, Luiz Gustavo joue 14 matchs de championnat et les deux premières rencontres de Ligue des champions de sa carrière, en huitième de finale de la C1 contre l’Inter Milan, mais le Bayern est éliminé par le club italien. Il participe tout de même à 22 rencontres de Bundesliga et 10 de C1.
Il partage alors le record du nombre d’expulsions en Bundesliga avec Jens Nowotny. Lors de la dernière rencontre de la phase aller, contre le ES Troyes (3-1), il marque de nouveau, portant à 5 son nombre de buts inscrits en 16 matchs joués. Toutefois, il ne marque pas lors de la phase des matchs retours et termine sa première saison avec 34 matchs disputés, tous comme titulaire. Titulaire pour cette rencontre face au Borussia Dortmund, le Brésilien sombre complètement à l’image de son équipe, largement battue 5-2, et sort à la mi-temps, remplacé par Thomas Müller. En Bundesliga, son club termine à la seconde place du classement derrière le Bayern Munich. Le 16 août 2013, alors que la nouvelle saison vient de débuter, Luiz Gustavo est barré par une très forte concurrence au Bayern Munich. S’il prend part à 12 matchs de cette épopée européenne, Luiz Gustavo, blessé, n’est donc pas sur la feuille de match de cette finale, perdue aux tirs au but face à Chelsea (1-1). En ouverture de saison, il avait remporté son premier trophée avec le Bayern Munich en gagnant la Supercoupe d’Allemagne contre le Borussia Dortmund (victoire 2-1). En Bundesliga, il finit deuxième avec son club.
En 32e de finale, les Olympiens se voient proposer l’équipe tchèque du SK Sigma Olomouc, après un match nul 2-2 en terre tchèque, le retour n’est qu’une formalité avec une écrasante victoire 4-0. En 16e de finale, place aux allemands du Werder Brême, après un très bon nul 1-1 en Allemagne, l’OM souffrira jusqu’à la dernière minute de son match retour avec une victoire étriquée sur le score de 3-2. En 8e de finale, le sort offre une confrontation franco-française avec l’Association sportive de Monaco, c’est à ce jour la seule dans l’histoire européenne de l’OM. Il porte d’ailleurs le brassard de capitaine quelques semaines plus tard face au SM Caen (5-0), en l’absence de Dimitri Payet, match durant lequel il ouvrira le score, inscrivant ainsi son troisième but sous le maillot marseillais. Il permet à l’OM de se maintenir en Ligue 1 en terminant à la treizième place puis d’arriver en finale de la Coupe de France, finale perdue face au PSG. En fin de saison, devant faire face à de nombreuses absences, Rudi Garcia choisit de titulariser Luiz Gustavo en défense centrale.
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