Il ritorno al Chelsea
Quel titolo però ha il sapore di addio. Il 12 agosto 2021 fa ritorno al Chelsea dopo otto anni per 115 milioni di euro, che ne fanno l'acquisto più oneroso nella storia dei londinesi nonché la cessione più remunerativa di sempre per l'Inter e in assoluto per un club della Serie A. Debutta in stagione dieci giorni dopo nella vittoria esterna per 2-0 in campionato contro l'Arsenal, in cui realizza anche la sua prima rete con la maglia dei Blues. Il 12 settembre seguente segna una doppietta contro l'Aston Villa; mentre due giorni dopo ripete l'exploit segnando il primo gol in competizione europee per il Chelsea, contro lo Zenit San Pietroburgo.
Alla fine di dicembre 2021, in seguito ad un'intervista a Sky Sport in cui diceva di non essere contento della sua situazione al Chelsea (dopo che l'allenatore Thomas Tuchel aveva cambiato il sistema di gioco) e di avere il desiderio di tornare all'Inter nel proseguo della carriera, viene messo fuori squadra per la gara contro il Liverpool, poi conclusasi con un pareggio per 2-2. Pochi giorni dopo viene reintegrato dopo essersi scusato con la società e con Tuchel, giocando da titolare la semifinale della Carabao Cup contro il Tottenham.
Il 9 febbraio 2022 segna l'unica rete della gara contro l'Al-Hilal, valida per le semifinali della Coppa del mondo per club, permettendo al Chelsea di accedere in finale. Tre giorni dopo va in rete anche nell'atto conclusivo del torneo contro il Palmeiras, contribuendo al successo per 2-1 degli inglesi dopo i tempi supplementari: per Lukaku si tratta del primo titolo con la maglia del Chelsea dal suo ritorno nonché del primo titolo internazionale.