Het waren Lukaku’s eerste doelpunten sinds oktober en bracht zijn totaal op slechts vier sinds zijn terugkeer van Chelsea in het tussenseizoen.
Porto middenvelder Otávio werd 12 minuten voor tijd van het veld gestuurd na een tweede gele kaart.
De tweede etappe is op 14 maart in Porto.
Inter heeft sinds begin november slechts één keer verloren, terwijl Porto 22 wedstrijden ongeslagen was en in de laatste 11 wedstrijden slechts twee doelpunten tegen kreeg.
Lautaro Martínez was op dreef, maar in de 13e minuut kopte hij van dichtbij over de lat.
Inter kwam vijf minuten later dichterbij, maar Porto-doelman Diogo Costa reageerde snel om de voorzet van Hakan Çalhanoğlu onder de lat vandaan te tikken.
Porto weerstond de druk van Inter goed en kreeg in de 27e minuut een eigen kans, maar Marko Grujić schoot over de lat.
Daarna kregen de bezoekers twee kansen achter elkaar: Inter-doelman André Onana pareerde de inzet van Grujić en Galeno knikte de rebound naast.
De beste kans – en de beste redding – van de helft kwam in de rust, toen een vrije trap vanaf rechts werd ingeschoten en Alessandro Bastoni zeker leek te scoren bij de tweede paal, maar Costa duwde zijn kopbal weg met zijn onderarm.
Aan het begin van de tweede helft was het de beurt aan Onana, die met een dubbele redding eerst Mehdi Taremi en daarna Zaidu uitschakelde.
Lukaku verving Edin Džeko in de 58e helft en was dicht bij een doorbraak, maar zijn schot ging langs het uitgestrekte been van Martínez en de tweede paal.
Lukaku scoorde echter met nog vier minuten te gaan. Zijn kopbal uit een voorzet van Nicolò Barella kwam tegen de linkerpaal, maar hij stopte de rebound weg.
