L'arrivo in Fiat nel 2002
Le sue strategie di marketing efficaci e innovative vengono notate anche a Torino e così nel 2002 entra nel gruppo
Fiat, inizialmente col ruolo di responsabile marketing del marchio
Lancia.
Il 1° giugno 2004, con la nomina di Sergio Marchionne ad amministratore delegato di Fiat Group si aprono per Luca de Meo nuove possibilità nell'azienda torinese perché i due, anche se separati da quindici anni di età, hanno la stessa visione per la rinascita del Lingotto. Luca diventa subito uno dei giovani che cambierà il volto del gruppo Fiat agli inizi del terzo millennio.