Il giovane Lucio muove i primi passi nel mondo della musica imparando a suonare la chitarra da autodidatta. Si trasferisce con i genitori a Roma nel 1947, e, dopo il diploma in elettrotecnica nel 1962 e un periodo di gavetta a Napoli con I Mattatori, e successivamente con I Satiri, si trasferisce a Milano, dove si unisce a I Campioni, il gruppo che accompagna Tony Dallara, capitanato da Roby Matano.
E' proprio Matano, che ha più volte rivendicato una sorta di "primogenitura" nella scoperta del talento di Lucio, a spronarlo a scrivere canzoni: ne nacquero alcuni pezzi, come Se rimani con me, i cui testi erano stati scritti da Matano (ma depositati a nome di Lucio perché l'amico non era iscritto alla SIAE), che rimasero perlopiù o sconosciuti o addirittura mai pubblicati. Tuttavia, alcuni di questi pezzi furono successivamente rimaneggiati da Lucio sulla base di nuovi testi di Mogol, come Non chiederò la carità, che diverrà Mi ritorni in mente.
Nel 1965, il 14 febbraio riesce ad avere un appuntamento con Franco Crepax: durante il provino viene notato da Christine Leroux. Leroux era una discografica di origine francese, cotitolare delle edizioni El & Chris, arrivata a Milano negli anni '60. Lavorava come cacciatrice di talenti per la casa discografica Ricordi. Fu una delle prime a credere nel talento di Battisti, e fu lei a procurare a Battisti il "fatale" appuntamento col paroliere Giulio Rapetti, in arte Mogol.
Mogol ha raccontato, circa questo primo incontro con Battisti, di non essere rimasto particolarmente impressionato dalle canzoni che Lucio gli aveva proposto, ma di aver comunque deciso di collaborare con lui poiché ben impressionato dalla sua umiltà nell'ammettere i propri limiti e dalla sua voglia di fare e di migliorarsi.
Fu lo stesso Mogol, nel 1966, a insistere su Battisti, scettico egli stesso circa le proprie doti vocali, perché cantasse in prima persona le sue canzoni, anziché limitarsi, come autore, ad affidarle ad altri artisti. Mogol dovette superare non poche resistenze presso la Ricordi, la loro casa discografica, ma alla fine l'ebbe vinta.