Lieuwe heeft in de vijfde etappe van de Tour de France een glansrol vervuld in dienst van zijn kopman en klassementsleider Vincenzo Nibali. In de kletsnatte etappe over de kasseien van Parijs-Roubaix reed hij lang mee in de vlucht van de dag, om vervolgens opgeslokt te worden door een achtervolgende groep met onder anderen Nibali, Jakob Fuglsang, Lars Boom en Peter Sagan. In de finale trok Lieuwe vol door met Nibali en Fuglsang in zijn wiel en alleen Boom wist aan te sluiten.

Na nog enkele stevige kopbeurten moest hij zijn drie medevluchters laten rijden. Boom ging vervolgens solo op weg naar ritwinst, maar Nibali deed een gouden zaak in het klassement. Alberto Contador en Bauke Mollema verloren veel tijd en Chris Froome moest na enkele valpartijen de ronde zelfs verlaten.