Með tilkomu Antonio Conte sem nýr þjálfari Juventus, Barzagli varð óaðskiljanlegur hluti af Juventus baklínunni, og var einn af mest stöðugum framkvæmdaraðilum félagsins, sem náði hámarki í endurkall til landsliðsins. Juventus lauk tímabilinu 2011-12 með bestu vörn í Ítalíu og Evrópu, en fékk aðeins 20 mörk í 38 leikjum. Barzagli skoraði sitt fyrsta mark fyrir Juventus þann 13. maí 2012 en hann skoraði vítaspyrnu gegn Atalanta í síðasta deildarmótinu á tímabilinu, í 3-1 heimasigur. Hann hjálpaði Juventus að vinna 2011-12 scudetto ósigraðan, og 2012
Supercoppa Italiana; Juventus komst einnig í úrslit Coppa Italia á tímabilinu. Stjörnu tímabilið hans skilaði honum sæti í liði ársins í Serie A. Í lok tímabilsins endurnýjaði hann samning sinn við Juventus til ársins 2015.