W czerwcu 2003 Paris Saint-Germain zaoferowało propozycję kupna Essiena za 6 milionów dolarów, a Bastia ją zaakceptowała. Ostatecznie rozwiązał on kontrakt z PSG i podpisał czteroletnią umowę z mistrzem Francji, Olympique Lyon na kwotę 8 milionów dolarów. Jego pozyskaniem zainteresowane były także Olympique Marsylia, Everton oraz Liverpool. W nowym zespole Essien zadebiutował 1 sierpnia w spotkaniu ligowym z OSC Lille. Pierwszą bramkę zdobył w następnej kolejce, w wygranym 3:1 meczu z AS Monaco. W sezonie 2003/2004 wystąpił w 34 meczach oraz zdobył trzy bramki i został z drużyną mistrzem Francji. W następnym sezonie nie stracił miejsca w wyjściowej jedenastce, występując w 37 meczach ligowych, strzelając cztery gole i po raz drugi z rzędu zdobywając z drużyną mistrzostwo. Został także wybrany przez UNFP do najlepszej jedenastki ligi oraz zdobył tytuł gracza roku w Ligue 1. Zajął ponadto 22. lokatę w plebiscycie na Najlepszego Piłkarza Europy według France Football.