26. tammikuuta 2011 Barzagli lähti Wolfsburgista palaamaan Italiaan ja liittyi Serie A:n jättiläisiin Juventusille 300 000 euron kiinteän ja 300 000 euron vaihtuvan sopimuksen perusteella, joka piti hänet klubilla vuoteen 2013 saakka. Barzaglin sopimus Wolfsburgin kanssa päättyi 30. kesäkuuta 2011. Hän teki debyyttinsä Torinon klubin kanssa 2-1 poissaolevassa tappiossa entistä joukkuettaan Palermoa vastaan kauden 23. ottelupäivänä 2. helmikuuta 2011. Hänen ensimmäisen puolen vuodensa Bianconerien kanssa osui yhteen erittäin pettymysmäisen kauden 2010-11 toisen puoliskon kanssa.
Luigi Delnerin johdolla, joka näki klubin päätyvän vain seitsemänneksi Serie A: ssa, kun Barzagli teki 15 esiintymistä liigassa sinä kaudella.