La sofferta promozione in Serie B dura solo un anno: nel 1931 la Lucchese perde lo spareggio salvezza di Bologna contro l'Udinese e torna mestamente in terza serie.
Gli spareggi non portano comunque bene ai rossoneri: nel 1933, il Viareggio va in B proprio a danno della Lucchese al termine di una gara giocata a Livorno.

Ma la promozione è solo rimandata di un anno: arriva nel '34 con i rossoneri che fanno il vuoto.

La società è solida e nelle mani di un ingegnere, Giuseppe Della Santina, che sarà in grado di regalare soddisfazioni a getto continuo. Prima regalando alla città uno stadio, il Porta Elisa, dalle linee architettoniche straordinariamente affascinanti nel suo stile razionalista

la cui inaugurazione ufficiale, si tenne, dopo una costruzione a tempo di record, nel gennaio del '35, poi confezionando una squadra in grado, nella stagione 1935-36, di conquistare la Serie A e levarsi numerose soddisfazioni anche contro gli squadroni.

Dietro i trionfi del campo – sia il ritorno in B che l'approdo in A – non c'è solo Della Santina, ma anche uno straordinario allenatore, divenuto poi leggenda: Egri Erbstein. Il tecnico magiaro, all'avanguardia sia come tattico che nella gestione dei rapporti umani, sarà a Lucca sino al 1938, quando passerà al Torino dove trionferà ripetutamente, portandosi dietro, tra gli altri, anche il portiere campione del Mondo, Aldo Olivieri.

Olivieri è un genio calcistico divenuto leggenda nel 1949, nel terribile schianto dell'aereo che riportava la squadra granata a Torino dopo una trasferta in Portogallo. Proprio la partenza del tecnico segnerà, alla terza stagione nella massima divisione nel campionato 1938-39, la retrocessione in B all'ultimo posto.

Della Santina prova a riportare il club subito nell'Olimpo del calcio, ma si deve accontentare di un terzo posto, mentre le armi tornano a rimbombare: l'Italia nel '40 entra in guerra. I campionati, per il momento, vanno comunque avanti.