Scrii o continuare pentru acest paragraf - La 27 august 2015, Gilardino a semnat cu Palermo. El a debutat pentru Palermo într-o remiză 2/2 împotriva lui Carpi pe 13 septembrie. Pe 4 octombrie, Gilardino a marcat împotriva Romei, terminând cu 2 la 4 pentru giallorossi. Gilardino a înscris al doilea gol al sezonului în meciul împotriva Interului de la Milano, făcând cel de-al optulea gol împotriva Nerazzurri. La 30 ianuarie 2016, a marcat cel de-al 184-lea gol în Serie A într-o remiză 1<unk>1 în deplasare împotriva lui Carpi, egalizând-o cu Gabriel Batistuta ca cel de-al unsprezecelea cel mai mare scor din istoria Serie A. El a egalat, de asemenea, recordul pentru cele mai multe cluburi diferite marcate în Serie A (38), pe care îl deține acum alături de Francesco Totti și Roberto Baggio. La 15 mai 2016, a marcat într-o victorie cu 3-2 împotriva lui Verona pentru a salva Palermo de retrogradare la sfârșitul sezonului 2015-16 din Serie A.
În acest sezon, golul i-a permis, de asemenea, să se egaleze cu Giuseppe Signori și Alessandro Del Piero ca cel de-al nouălea cel mai mare marcator din istoria Serie A, cu 188 de goluri. El a încheiat sezonul cu 10 goluri în Serie A în 33 de meciuri.