Większość przedstawicieli międzynarodowych mediów punktowało walkę dla Brzeskiego.
20 listopada 2022 menadżer Brzeskiego, Artur Gwóźdź ogłosił w mediach informację o podpisaniu przez Łukasza kontraktu na kolejną walkę. 11 marca 2023 podczas UFC Fight Night: Yan vs. Dvalishvili stoczył walkę z Karlem Williamsem. Przegrał to starcie przez jednogłośną decyzję sędziowską (30-26, 30-26, 30-27).
Podczas gali UFC on ESPN: Holloway vs. The Korean Zombie, która odbyło się 26 sierpnia 2023 w singapurskim mieście Kallang, zmierzył się z Dominikańczykiem Waldo Cortesem-Acostą. Brzeski doznał trzeciej z rzędu porażki, przegrywając przez nokaut w pierwszej rundzie.
W styczniu 2024 roku Artur Gwóźdź na Twitterze zapowiedział walkę swojego zawodnika. 6 kwietnia 2024 na gali UFC Fight Night: Vettori vs. Allen zawalczył z niepokonanym Brazylijczykiem, Valterem Walkerem. Brzeski odniósł pierwsze zwycięstwo pod sztandarem amerykańskiego giganta, wygrywając jednogłośnie na punkty. Dzięki pierwszym triumfie w amerykańskiej organizacji podpisał nowy kontrakt na walki.
27 lipca 2024 podczas gali UFC 304 w Manchesterze, zmierzył się z niepokonanym Anglikiem .