Ljúka eftirfarandi setningu: 27. ágúst 2015 skrifaði Gilardino undir samning við Palermo. Hann gerði sitt fyrsta leik fyrir Palermo í 2<unk>2 jafntefli gegn Carpi þann 13. september. Þann 4. október skoraði Gilardino gegn Roma og endaði 2 á 4 fyrir giallorossi. Gilardino skoraði annað mark tímabilsins í leiknum gegn Inter Milan og gerði áttunda mark sitt gegn Nerazzurri. Þann 30. janúar 2016 skoraði hann sitt 184. mark í Serie A í 1-1 jafntefli á útivelli gegn Carpi og jafnaði sig við Gabriel Batistuta sem ellefta markið í sögu Serie A. Hann jafnaði einnig metin fyrir flest mismunandi félög sem skoruð voru gegn í Serie A (38), sem hann heldur nú ásamt Francesco Totti og Roberto Baggio. Þann 15. maí 2016 skoraði hann í 3-2 heima sigri á Verona til að bjarga Palermo frá niðurfellingu í lok deildarinnar.
2015-16 Serie A tímabilið; markið gerði honum einnig kleift að jafna Giuseppe Signori og Alessandro Del Piero sem sameiginlega níunda markahæsti markmaður í sögu Serie A, með 188 mörk. Hann lauk tímabilinu með 10 mörk í Serie A í 33 leikjum.