El 26 de julio del 2010, el presidente de Palmeiras Luiz Gonzaga Belluzo confirmó el regreso de Valdivia a Brasil (información que sería ratificada por el sitio web oficial del club paulista), la adquisición del 100% de los derechos federativos del jugador por una suma cercana a los 6 Millones de Euros, y un contrato por 5 temporadas con el equipo albiverde.