Llegó tras la sonada salida de Cristiano Ronaldo al Real Madrid pero con el pasar de los meses, fue perdiendo protagonismo. En el 2019, Mariano Díaz sumó apenas 244 minutos sobre el campo de juego (poco más de dos partidos), por lo que su futuro no seguiría en la Casa Blanca.
Ante la necesidad de jugadores de jerarquía para ascender en la tabla de posiciones de la Ligue 1, el Lyon buscaría el retorno del español para reforzar la ofensiva, ante la no consideración de jugador en el cuadro merengue.
Hatem Ben Arfa es otro de los nombres que viene sonando con fuerza para vestirse nuevamente con el cuadro del Lyon, pues continúa sin equipo tras su salida del Rennes.
Cabe señalar que desde su retorno al Real Madrid a mediados del 2018, Mariano Díaz jugó en 19 oportunidades, marcando un total de cuatro anotaciones.