En 2005, les Milanais réussissent l'exploit d'atteindre de nouveau la finale de la Ligue des champions après avoir sorti notamment Manchester United et l'Inter Milan en huitièmes et en quart de finale. Le match pour le titre le 25 mai 2005 à Istanbul opposent les Italiens aux Anglais de Liverpool et reste comme un des plus grands match de l'histoire de la Ligue des champions et une des plus grandes déceptions d'Ancelotti dans sa carrière d'entraineur. Alors que les Milanais mènent 3-0 à la mi-temps, les hommes de Rafael Benítez reviennent à 3-3 à l'heure de jeu avant de s'imposer 3-2 aux penalties. La même saison, les Rossoneri ratent un autre titre en terminant deuxième de la Serie A derrière la Juventus.