את שנות ה-50 התחילה הקבוצה טוב, כשסיימה באופן קבוע בחמשת המקומות הראשונים בליגה בכל עונה. המועדון זכה באליפות הראשונה ב&lt;a href="%D7%A2%D7%95%D7%A0%D7%AA%201955/1956%20%D7%91%D7%A1%D7%A8%D7%99%D7%99%D7%94%20%D7%90%27"&gt;עונת 1955/1956&lt;/a&gt;, כשבשורתיו מככבים: השוער גויאנו סארטי, המגינים סרג'ו גרבאטו ופרנצסקט רוזלה, והקשרים גויאדו גראטון, ג'וזפה צ'יאפלה ואלדו סקרהמוצ'י, אך הצמד ההתקפי הבולט בשנים אלו היו הברזילאי ג'וליניו והארגנטינאי-איטלקי מיגל מונטורי שהבקיעו את רוב שערי הקבוצה. בעונה זו סיימה פיורטינה ראשונה בהפרש של 12 נקודות מהסגנית מילאן, והפכה להיות גם הקבוצה הראשונה מאיטליה שמשחקת בגביע אירופה לאלופות ואף הגיעה עד לגמר ב-1957, אך הפסידה 0–2 לריאל מדריד החזקה של אלפרדו די סטפנו. בארבע העונות הבאות סיים המועדון במקום השני בליגה, ובעונת 1960/1961 פיורנטינה זכתה שנית בגביע האיטלקי (ה"קופה איטליה") ואף הייתה הזוכה הראשונה בגביע אירופה למחזיקות גביע באותה העונה. לאחר מכן נחלשה מעט ובשנים הבאות סיימה הקבוצה במקומות 4–6 בליגה, אך ב-1966 זכתה בקופה איטליה ובגביע מיטרופה.