Nell'annata seguente Delio Rossi venne confermato. In campionato i risultati furono altalenanti, al punto che l'allenatore riminese venne esonerato per poi essere richiamato dopo una parentesi con Serse Cosmi, durata quattro partite. In Europa League la squadra rosanero non riesce ad andare oltre il turno della fase a gironi, venendo eliminata a dicembre. La stagione verrà ricordata per la conquista della terza finale di Coppa Italia della storia rosanero, a distanza di 32 anni da quella precedente: battuti in semifinale i neo campioni d'Italia del , il 29 maggio 2011 il Palermo affrontò l' nella finale allo Stadio Olimpico di Roma e, in uno stadio prevalentemente rosanero con almeno 40.000 tifosi al seguito, uscì sconfitto per 3-1.