O 26 de xaneiro de 2011, Barzagli deixou Wolfsburg para volver a Italia, uníndose ao xigante da Serie A Juventus por un contrato de 300.000 € fixos e 300.000 € variables, que o mantería no club ata 2013. O contrato de Barzagli con Wolfsburg debía expirar o 30 de xuño de 2011. Fixo o seu debut co club de Turín nunha derrota por 2 a 1 contra o seu antigo equipo Palermo, no día 23 da tempada o 2 de febreiro de 2011. Os seus primeiros seis meses cos Bianconeri coincidiron coa segunda metade dunha campaña terriblemente decepcionante de 2010-11
baixo Luigi Delneri, que viu o club terminar só sétimo na Serie A, con Barzagli facendo 15 aparicións na liga esa tempada.