In 2018 kwam Di Giannantonio voor een derde seizoen uit bij Gresini. Na een podiumplaats in Argentinië won hij oorspronkelijk in Frankrijk, maar deze zege werd hem afgenomen omdat hij een tijdstraf van twee seconden kreeg vanwege het teveel afsnijden van het circuit. Na een tweede podiumplaats in zijn thuisrace behaalde hij uiteindelijk wel zijn eerste zege in Tsjechië.