Op 19 december 2011 stemde hij ermee in om terug te keren naar Palermo, ter vervanging van Devis Mangia als hoofdtrainer van de Serie A-club uit Sicilië. In zijn eerste wedstrijd voor de club behaalde hij een remise van 2 tegen 2 tegen Novara, gevolgd door een nederlaag van 1 tegen 3 tegen Napoli. Na een teleurstellende start verbeterden de resultaten in januari ook dankzij winterse ondertekening zoals Emiliano Viviano, Franco Vázquez en Massimo Donati (de laatste was teamkapitein tijdens zijn vorige periode in Bari), wat leidde tot een reeks van vier opeenvolgende thuisoverwinningen en een 4×4 gelijkspel op weg in San Siro tegen Inter dat Palermo terugbracht in de strijd om een UEFA Europa League-plaats. Palermo eindigde 16e in het seizoen 2011/12
En hij werd vrijgelaten zes maanden na het overnemen als hoofdcoach.