Po sezonie po Luyindulę zgłosił się mistrz Francji Olympique Lyon i zawodnik podpisał kontrakt z tym klubem. W Olympique zaczął grywać w pierwszym składzie i zadebiutował w europejskich pucharach, w rozgrywkach Ligi Mistrzów. W 2002 roku sięgnął po swoje pierwsze mistrzostwo Francji, a w 2003 po drugie grając wówczas w ataku z Brazylijczykiem Sonnym Andersonem. W sezonie 2003/2004 jego partnerem w ataku był rodak Andersona, Giovane Élber, ale to Luyindula był najlepszym strzelcem drużyny (16 goli) i przyczynił się po raz kolejny do swojego trzeciego tytułu mistrza kraju.
Latem 2004 Luyindula odszedł jednak z Lyonu i za 11 milionów euro trafił do Olympique Marsylia. W jej barwach strzelił 10 goli, o 3 więcej od partnera z ataku, Steve’a Marleta i zajął z nią 5. miejsce w Ligue 1. We wrześniu 2005 Luyindula stracił miejsce w składzie i na cały sezon został wypożyczony do AJ Auxerre. Stworzył linię napadu wraz z Luigim Pieronim i razem zdobyli 22 gole, a AJA zakończyło sezon na 6. pozycji.