El 15 de junio de 2015, fue confirmado como nuevo técnico del Empoli, sustituyendo a Maurizio Sarri. Pese a un mal comienzo, el modesto equipo italiano fue una de las sorpresas de la Serie A, logrando 30 puntos en la primera vuelta. Aunque los resultados decayeron en la segunda parte del campeonato, fueron suficientes para asegurar la permanencia a falta de 3 jornadas para terminar la temporada. Pese a lograr el objetivo planteado y que el Empoli terminó como 11º clasificado en la Serie A, Giampaolo anunció que no continuaría en el club.