El 31 de agosto de 2010, el Milan de Italia, ficha a Robinho con un coste de 18 millones más objetivos por cuatro temporadas, siendo el sexto refuerzo "rossonero" para la siguiente temporada después de jugadores como Marco Amelia, Mario Yepes, Sokratis, Kevin-Prince Boateng y Zlatan Ibrahimović. El 11 de septiembre de 2010, Robinho debuta con su equipo, siendo derrotado por el Cesena por 0-2. El 16 de octubre, Robinho marcó su primer gol con el Milan, con victoria de su equipo 3-1 sobre el Chievo Verona. Se proclamó campeón de la Serie A 2010-11 con el conjunto milanés.