Nel tentativo di rafforzarsi, nel 2005-2006 la società nominò Pantaleo Corvino direttore sportivo e affidò a Cesare Prandelli la panchina viola, inserendo in rosa numerosi calciatori tra cui Luca Toni, Sébastien Frey, Alessandro Gamberini, Riccardo Montolivo e Manuel Pasqual. Nella prima parte di stagione, i viola stazionarono nelle prime posizioni di classifica, lottando per un posto nelle coppe europee. Toni segnò 31 gol, conquistò il titolo di capocannoniere e vinse anche la Scarpa d'oro 2006, primo giocatore italiano ad avvalersi di tale premio. Il club gigliato concluse il campionato al quarto posto, dietro a Juventus, Milan e Inter. In Coppa Italia la squadra superò Lodigiani, Rimini e Cesena, venendo battuta agli ottavi dalla Juventus. A fine stagione, la Fiorentina venne giudicata colpevole di illecito sportivo nell'inchiesta di Calciopoli, in quanto i suoi vertici societari si sarebbero mossi per ottenere la salvezza dei viola ai danni del Bologna nel precedente torneo. Il club venne condannato a una penalizzazione di 30 punti nel campionato 2005-2006, estromettendola così dalle coppe europee, e di 15 punti per la Serie A 2006-2007, condannando Diego e Andrea Della Valle ad alcuni mesi di inibizione.