Den 14. august 2007 ble Real Madrid og den italienske klubben UC Sampdoria (fra byen Genova) enige om en leieavtale for sesongen 2007/2008. Fire dager senere ble så Cassano offisielt presentert som Sampdoria-spiller. Han valgte selv trøye nr. 99. Også denne sesongen klarte Cassano å havne i medias søkelys da han under kampen mot Torino FC den 2. mars 2008 kastet trøya si på dommeren i raseri fordi han fikk rødt kort. Han måtte også holdes tilbake av både medspillere og motspillere mens han kjeftet og smelte på dommeren. Straffen ble fem kampers utestengelse og bot. Cassano beklaget etterpå oppførselen sin.