A következő szezonban Nesta első gólt szerzett a Milánóért a Chievo elleni 2:1-es győzelemben a Serie A-ban. Újra kezdett megjelenni a klub kezdő játékosaként, és Leonardo irányítása alatt az egész 2009/10 szezonban Milánó egyik legkonzisztensebb játékosa volt. Nesta a 2010/11-es szezonban Massimiliano Allegri irányítása alatt folytatta kiváló partnerségét Thiago Silva középvédőjével, formálva egy félelmetes védekező párosítást, 38 meccsen mindössze 24 gólt engedve be a Milan győztes Serie A-ban.
kampány. A Milannak sikerült elérnie a Coppa Italia félfinalját is, de ismét csalódást keltő módon kiesett a Bajnokok Ligájának nyolcadik fordulójából. A 2010/11-es szezonban a spekulációk azt sugallják, hogy Nesta a szezon végén visszavonul. Később azonban megerősítette, hogy még egy szezont szeretne játszani a Milánóban, mielőtt visszavonulna, és 2011. május 18-án aláírta a szerződésének meghosszabbítását, amely 2012 nyáráig tartotta a Milánó csapatában. Nesta-t az év legjobb csapatának választották, a Milánó sikeres bajnoki győzelmének köszönhetően.