Il 1º novembre 2016, dopo l'esonero di Frank de Boer, viene chiamato momentaneamente ad allenare la prima squadra dell'Inter. Esordisce il 3 novembre in Europa League contro il Southampton, perdendo 2-1. Il 6 novembre fa l'esordio in Serie A contro il , vincendo a San Siro per 3-0. L'8 novembre, dopo la nomina di Stefano Pioli come nuovo allenatore dell'Inter, Vecchi torna ad allenare la Primavera.