L'11 de gener de 2011, Sampdoria va confirmar que Icardi havia signat amb el club a préstec fins al final de la temporada. Després d'un prestat de sis mesos per a la Samp, marcant 13 gols en 19 partits amb l'equip de Primavera, el costat italià va utilitzar l'opció de comprar Icardi per 400.000 € al juliol de 2011, firmant un contracte de tres anys.
13