À son retour en France, Lucie Robert mène une carrière d'interprète et de compositrice[4]. En piano, elle est lauréate du Concours international de Barcelone, et en composition, du concours de Mannheim. Elle est soliste à Radio France et enseigne au Conservatoire de Paris entre 1972 et 2001[4].
En 1981, elle épouse le pianiste et compositeur Karl Diessel (1919-2018)[3], avec qui elle donne régulièrement en France et à l'étranger des concerts à deux pianos[4].
À partir de 1974 et de la création à Rome par Georges Gourdet de Cadenza pour saxophone et piano, Lucie Robert-Diessel reçoit de nombreuses commandes destinées au saxophone et consacre environ vingt-cinq numéros d'opus à l'instrument, dont des pièces en solo ou pour ensemble de saxophones, avec d'autres instruments ou non[8]. En compagnie de Cadenza, Magheïa pour piano et quatuor de saxophones, donné en première audition en 1976, ou Messanuets, pour quatorze saxophones, sont à cet égard des partitions emblématiques[8].
Son intérêt pour la voix est prononcé et l'amène à écrire plusieurs cycles de mélodies, à l'instar des Ombres de Tübingen, sur un poème d'Alain Suied, une œuvre créée le lors d'un concert du Triptyque[8],[9].
Esthétiquement, Lucie Robert-Diessel écrit « sans se soucier d'aucune mode et sans s'enfermer dans aucun système[8] », recherchant avant tout « l'expression la plus directe et la plus sensible, attachant une grande importance à une composition thématique et à la ligne mélodique en général[8] ».
Carole Bertho-Woolliams, Les femmes lauréates du Premier Prix de Rome de composition musicale : 1913-1966, Paris, L'Harmattan, coll. « Univers musical », , 286 p. (ISBN978-2-343-15697-2, présentation en ligne).