W sezonie 1981 Marco zdominował rywalizację, zostając po raz pierwszy w karierze mistrzem świata. W ciągu jedenastu wyścigów, Włoch pięciokrotnie stanął na najwyższym stopniu podium, natomiast w ośmiu rundach sięgnął po pole position. Był to także ostatni rok współpracy z ekipą Suzuki.
W roku 1982 Lucchinelli przesiadł się na motocykl Hondy. Jego wyniki uległy wyraźnemu pogorszeniu i w efekcie nie był w stanie skutecznie bronić tytułu mistrzowskiego. W trakcie dziewięciu startów, Marco ani razu nie stanął na podium, najwyżej plasując się na piątym miejscu. Zdobyte punkty usadowiły go dopiero na 8. lokacie.
Rok 1984 był ostatnim dla Włocha w pełnym wymiarze, a także ostatnim, w którym zdobył punkty. Marco regularnie mieścił się w czołowej dziesiątce, dwukrotnie przy tym plasując się w czołowej trójce (w GP Francji oraz Niemiec). Sezon zakończył na 7. pozycji.
W ciągu kolejnych trzech lat Lucchinelli wziął udział w dziesięciu eliminacjach, dosiadając motocykl Cagiva. Wyjątkowa awaryjność maszyny nie pozwoliła mu jednak ukończyć żadnego z wyścigów. Ostatnim Grand Prix w karierze Marco była runda na włoskim torze Monza.
WSBK W 1987 roku, na motocyklu Ducati 851, Marco zwyciężył w wyścigu "Battle of the Twins race" na torze Daytona.