Det var i Milan han fik mulighed for at udvikle sig til en verdensklassespiller. Med Milan, vandt han to Scudetto og to Champions League-titler. Han vandt også den italienske Super Cup en gang og UEFA Super Cup to gange med Milan i 2003 og 2007. Det værste øjeblik i Pirlos karriere, var det brændte straffespark i Champions League finalen 2005, da hans skud blev reddet af Jerzy Dudek.