Nell'estate 1933 la Pro Vercelli, portabandiera di un'ormai «"anacronistica pretesa dilettantistica"» (Chiesa) cedette, per esigenze di bilancio, Mario Zanello e Depetrini, escludendo ogni eventualità di vendere Piola; dichiarò il presidente dei bianchi Ressia: «"Mai lo cederemo, neanche per tutto l'oro del mondo. Perché il giorno che saremo costretti a cederlo, quel giorno segnerà il tramonto della Pro Vercelli"». Questo portò calciatore e società al conflitto; scrisse all'epoca Roghi: «"il brillante giocatore che parecchie delle maggiori società hanno tentato di assicurarsi offrendo grosse cifre e che i dirigenti vercellesi non intendono cedere, non ha partecipato agli allenamenti, né pare voglia schierarsi nelle imminenti gare"». Una pesante sconfitta rimediata nella gara d'esordio del campionato 1933-1934 contro il Genova 1893 (0-3) convinse la società a raggiungere un compromesso e Piola tornò in campo una volta garantitogli, per l'anno successivo, il passaggio all'Ambrosiana. Il 29 ottobre segnò sei reti nella vittoria dei bianchi sulla Fiorentina (7-2), "record" imbattuto in Serie A; il commissario tecnico della nazionale, Vittorio Pozzo, presente tra il pubblico, volle complimentarsi con lui nell'occasione. Piola terminò la stagione con quindici gol all'attivo, e disputò la sua ultima gara in maglia bianca il 29 aprile 1934, a Bologna, sullo stesso campo in cui aveva esordito.