"Vi hade ett bra samtal om vikten av vägar till att bygga fred och att alltid upprätthålla en öppen dialog mellan våra länder", skriver Lula på X.
Zelenskyj kallade diskussionen i deras första bilaterala möte för "ärlig och konstruktiv" och tillade i ett uttalande att Brasilien deltar i Ukrainas samtal om en fredsplan.
Ukrainas utrikesminister Dmytro Kuleba beskrev mötet som ett genombrott.
Lula har tidigare uttryckt sig kontroversiellt angående Rysslands anfallskrig mot Ukraina. Vid ett tillfälle i år sade han att både Ryssland och Ukraina valt att gå i krig, något han senare drog tillbaka och i stället lade skulden hos Ryssland.