Az Empoli kiesése után Di Natale a szintén első osztályú Udinéséhez szerződött. A 2004-2005-ös szezonban nagyszerű párost alkotott Vincenzo Iaquintával, kettőjük eredményes játéka a bajnokság negyedik helyéig repítette a friuli csapatot. Az évad során 33 bajnokin hét gólt szerzett.