In der Saison 2003/04 wurde Alberto Gilardino in der Torschützenliste der Serie A Zweiter hinter Andrij Schewtschenko (23 Tore in 34 Spielen). Auch in der Saison 2004/05 fand er nach anfänglichen Schwierigkeiten wieder zu seiner Treffsicherheit zurück. Mit 23 Treffern in 38 Spielen trug zum Klassenerhalt seines in finanziellen Schwierigkeiten steckenden Vereins AC Parma (ab 2004 FC Parma) bei. Zudem wurde er damit zum zweiten Mal nacheinander Zweiter in der Torschützenliste (hinter Cristiano Lucarelli vom AS Livorno).
Am 18. Juli 2005 unterschrieb er einen Fünfjahresvertrag beim AC Mailand, der 25 Millionen Euro Ablösesumme an den AC Parma zahlte.[1] Nach drei Jahren beim AC Mailand wechselte Gilardino zur AC Florenz, bei dem er ebenfalls einen Fünfjahresvertrag unterzeichnete.[2]
Gilardino bestritt unter Coach Marcello Lippi am 4. September 2004 mit dem WM-Qualifikationsspiel gegen Norwegen sein erstes Länderspiel. 2006 gehörte er zum italienischen Weltmeisterkader bei der Fußball-Weltmeisterschaft 2006 in Deutschland, wurde fünfmal eingesetzt und erzielte ein Tor. 2010 wurde er von Nationaltrainer Lippi für den WM-Kader Italiens nominiert. Er spielte dort in den ersten beiden Vorrundenpartien von Beginn an. Im entscheidenden Spiel gegen die Slowakei (2:3) kam er nicht mehr zum Einsatz; Italien schied nach der Vorrunde aus.
Am 7. Juni 2011 absolvierte Gilardino beim 2:0-Sieg in einem Freundschaftsspiel gegen Irland sein vorerst letztes Länderspiel. Nachdem er im September 2011 in den EM-Qualifikationsspielen gegen die Färöer und gegen Slowenien im Kader gestanden hatte, wurde er in der Folgezeit für ein Jahr nicht mehr nominiert. Erst am 6. Februar 2013 lief er bei einem Freundschaftsspiel gegen die Niederlande wieder für die italienische Nationalmannschaft auf.