Op 24 mei 2011 oefende Milan zijn optie uit om Amelia te kopen voor € 3,5 miljoen op een driejarig contract, ondanks dat Amelia slechts een handvol optredens maakte en de hele seizoen de tweede keuze was voor Christian Abbiati. Amelia maakte zijn debuut in de 2011<unk>12
in Serie A, op 28 november 2011 tegen Chievo, ter vervanging van Abbiati, die een schouderblessure had opgelopen. Amelia speelde 14 wedstrijden voor Milan dat seizoen.