Completar a seguinte frase: o 27 de agosto de 2015, Gilardino asinou con Palermo. Fixo o seu debut para o Palermo nun empate de 2 x 2 contra o Carpi o 13 de setembro. O 4 de outubro, Gilardino marcou contra a Roma, terminando 2 a 4 para os giallorossi. Gilardino marcou o segundo gol da tempada no partido contra o Inter de Milán, facendo o seu oitavo gol contra o Nerazzurri. O 30 de xaneiro de 2016, marcou o seu 184o gol na Serie A nun empate de 1-1 contra o Carpi, igualando a Gabriel Batistuta como o décimo primeiro gol da historia da Serie A. Tamén empatou o récord de máis goles contra clubs diferentes na Serie A (38), que agora ostenta xunto a Francesco Totti e Roberto Baggio. O 15 de maio de 2016, marcou na vitoria por 3 a 2 sobre o Verona para axudar a salvar ao Palermo do descenso na conclusión da tempada.
A tempada 2015-16 da Serie A; o gol tamén lle permitiu igualar a Giuseppe Signori e Alessandro Del Piero como o noveno máximo goleador na historia da Serie A, con 188 goles. Finalizou a tempada con 10 goles na Serie A en 33 partidos.