El 4 de enero de 2018, Mazzarri reemplazó a Siniša Mihajlović como entrenador del Torino Football Club, comprometiéndose con el club piamontés hasta 2020. Se hizo cargo del equipo "granata" cuando ocupaba la 10ª posición al término de la primera vuelta de la Serie A, y lo dejó en idéntica situación al finalizar el torneo. En su primera temporada completa en el banquillo del Torino, obtuvo la clasificación para la Liga Europa al terminar 7º en la Serie A. El 4 de febrero de 2020, tras encajar 3 derrotas consecutivas (2 de los cuales por goleada), llegó a un acuerdo con el club para rescindir su contrato.