Napoliforwarden har haft problem med en höftskada och bara spelat 64 minuter för sin italienska klubb den här säsongen. I landslaget hade han inte spelat sedan i juni förra året mot Wales.
I bortamötet mot Kroatien, VM-semifinalist för fyra år sedan, byttes Lukaku in i 73:e minuten och på tilläggstid sköt han 2–0-målet.
Då hade Youri Tielemans gett Belgien ledningen i den 38:e minuten.
Belgien, som möter Tunisien hemma på lördag, spelar sin första match i VM mot Egypten den 15 juni.
Kroatien, med 40-årige Luka Modric i startelvan, genrepar mot Slovenien på söndag och möter England i sin första VM-match den 17 juni.
