Los anfitriones establecieron el control antes del intervalo a través de Corentin Tolisso, quien anotó en el octavo minuto, y Ernest Nuamah, cuyo gol en el tiempo de descuento de la primera mitad dejó al Palace enfrentando un déficit de dos goles.
Crystal Palace mejoró después del descanso y Yéremy Pino redujo la diferencia en el minuto 50. Sin embargo, Pavel Šulc restauró la ventaja de dos goles del Lyon con un toque ingenioso en el minuto 76, dejando a los visitantes necesitando otra respuesta.
Daichi Kamada anotó en el minuto 81 para preparar un final tenso, pero el Lyon resistió la presión tardía del Palace para asegurar los puntos.
El entrenador del Palace, Pierre Sage, estaba frustrado por el contraste entre las dos mitades de su equipo, creyendo que su inicio lento había hecho que la tarea fuera demasiado difícil.
"Fue un partido de dos mitades diferentes," dijo Sage. "Estuvimos ausentes en la primera mitad. La segunda mitad es más como lo que estamos acostumbrados a ver.
"Podemos estar frustrados con el resultado, pero podemos estar frustrados con la primera mitad. Ir dos goles abajo significó que esto era demasiado difícil de revertir."
Sage dijo que la actuación inicial no cumplió con los estándares requeridos en la competición europea.
"Jugamos el partido para ganar. Pero cuando fallas en la actuación de la primera mitad, tengo que estar frustrado con eso.
"No podemos aceptar esto. Tenemos que aprender la lección de aquí hoy.
"No luchamos lo suficiente, no manejamos algunos de los problemas tácticos y no fuimos proactivos con el balón.
"Si queremos ser competitivos, necesitamos mejorar en estas áreas."
A pesar de la derrota contra su antiguo club, Sage ya estaba enfocado en el encuentro del domingo con Brighton, instando a sus jugadores a llevar su mejoría de la segunda mitad al próximo partido.
"Tenemos que pasar la página rápidamente y aprender la lección. Ahora el partido más importante es el partido en Brighton.
"Esta noche no podemos cambiar lo que sucedió en el campo. Queremos mejorar el domingo.
"Descansaremos y nos aseguraremos de prepararnos de la manera correcta. Esto es realmente importante."
Sage también ofreció una actualización alentadora sobre Jean-Philippe Mateta, quien se perdió el viaje a Francia.
"Puede haber alguna posibilidad de verlo este fin de semana - está en camino con su rehabilitación."
El entrenador del Lyon, Paulo Fonseca, hablando con la UEFA, estaba complacido con el dominio de su equipo en la primera mitad y creía que la victoria era merecida.
"Realmente me gustó nuestra actuación, especialmente en la primera mitad. Controlamos el juego con el balón, defendimos muy bien y no permitimos que Crystal Palace tuviera oportunidades. Con 2-0, los jugadores naturalmente comenzaron a pensar más en proteger la ventaja. Pero tuvimos algunos momentos de ataque realmente buenos, jugamos con las intenciones correctas y creo que merecimos ganar plenamente."
La racha invicta del Palace terminó en tres partidos, dejando a Sage con un desafío inmediato para abordar las deficiencias de la primera mitad antes de la visita a Brighton.