Il Palermo incominciò "benissimo" il campionato, ottenendo risultati di prestigio, come le vittorie per 2-1 sul campo della Lazio e per 5-3 nel derby siciliano casalingo con il Catania; dopo appena 3 giornate il Palermo andò da solo, per la prima volta, in testa alla classifica della Serie A a punteggio pieno.
Grazie alla vittoria per 3-0 contro il Torino all'undicesima giornata, il Palermo stabilì la sua miglior striscia di vittorie consecutive in serie A: 5. Giovanni Tedesco, giocando tale partita, arrivò a quota 200 gare in serie A; inoltre, con questa vittoria, i rosanero mantennero ancora il primo posto assieme all'Inter, permanendovi fino al 18 novembre 2006, giorno in cui, perdendo in trasferta contro il Cagliari, fu superato in classifica dai nerazzurri, con i quali poi, nella giornata successiva, i siciliani persero lo scontro diretto per 1-2 e vennero scavalcati anche dalla Roma, posizionandosi terzi. Il Palermo chiuse il girone di andata al terzo posto pareggiando in seguito con il Parma e il Siena, perdendo un altro scontro diretto contro la Roma ma vincendo contro Ascoli, Livorno e Udinese.
In seguito ai gravi incidenti avvenuti il 2 febbraio 2007 durante e al termine della partita Catania-Palermo, terminata 1-2, durante i quali morì l'Ispettore Capo della Polizia di Stato Filippo Raciti,[3] tutte le competizioni organizzate sotto l'egida della FIGC (dalla Serie A alle categorie giovanili) furono sospese "fino a nuova determinazione".[4] Ripreso il campionato, complice l'infortunio di Amauri (rottura parziale del legamento crociato), per il Palermo incominciò una crisi di gioco e di risultati: il club, allora terzo, procedette a passo di retrocessione, con conseguente erosione del vantaggio accumulato e accantonamento delle speranze di qualificazione alla UEFA Champions League, troppo presto data per acquisita (a fine girone di andata erano 15 i punti di vantaggio sulla quinta). La squadra siciliana, così, fu superata in classifica dalle penalizzate per Calciopoli l'annata precedente Lazio e Milan, finendo al quinto posto. Il 27 dello stesso mese e anno ci fu poi il centesimo anniversario dei propri colori rosanero[5] e all'indomani il Palermo pareggiò proprio contro i rossoneri del Milan (0-0).
Il Presidente Maurizio Zamparini esonerò l'allenatore Francesco Guidolin il 23 aprile 2007, in seguito alla sconfitta casalinga per 3-4 contro il Parma, allora terzultimo; vennero assunti al suo posto gli allenatori Renzo Gobbo e Rosario Pergolizzi,[6] che successivamente esordirono con una vittoria per 2-1 in trasferta contro il Livorno, vittoria che mancava da 11 giornate,[7] ma persero due partite consecutive, inclusa quella per 3-2 contro l'Ascoli ultimo e già retrocesso, che fecero scendere i rosanero al settimo posto e convinsero in seguito Zamparini a richiamare Guidolin sulla panchina rosanero per le ultime due giornate.[8][9]
Grazie a due vittorie nelle suddette ultime due giornate, contro il Siena[10] e l'Udinese, il Palermo terminò la stagione al quinto posto qualificandosi alla Coppa UEFA 2007-2008 per la terza volta consecutiva.
Sono stati comunque stabiliti molti record, tra i quali il piazzamento più alto di sempre in Serie A (5º posto; ma 6º posto a meno delle penalizzazioni inflitte a seguito di Calciopoli), il maggior numero di vittorie in trasferta in un campionato di Serie A (7) e il maggior numero di punti in un campionato di Serie A (58, poi superato e stabilitosi a 65 nella stagione 2009-2010).
Si passa alla fase a gironi. I primi avversari del Palermo sono i tedeschi dell'Eintracht Francoforte, dove in trasferta il 19 ottobre Franco Brienza e Cristian Zaccardo saranno i marcatori per il 2-1 finale per il Palermo: sembra il preludio per una nuova avventura europea, ma negli incontri successivi il sogno svanirà con la vittoria per 1-0 del Newcastle Utd a Palermo, la vittoria per 3-0 del Fenerbahçe in Turchia e il pareggio per 1-1 in casa contro il Celta Vigo.
Il Palermo, con 4 punti, arriva quarto nel girone e non si qualifica per la fase successiva soltanto per la differenza reti sfavorevole nei confronti del Fenerbahçe, quest'ultimo anche in vantaggio negli scontri diretti.
In Coppa Italia la squadra viene eliminata agli ottavi di finale dalla Sampdoria, dove per tutta la partita esordisce da titolare, per la prima volta, il giovane Salvatore Sirigu, portiere della Primavera giovanile e terzo portiere della prima squadra, che esordirà anche, per la sua seconda e ultima volta in prima squadra fino a quel momento, nella partita di Coppa UEFA contro il Fenerbahçe.
^ Enzo Mignosi, Il Palermo scaccia i fantasmi inglesi, in Il Corriere della Sera, 29 settembre 2006, p. 67. URL consultato il 9 giugno 2010 (archiviato dall'url originale il 28 dicembre 2015).
^(EN) Best possible start for Gobbo, su sportinglife.com, Sporting Life. URL consultato il 9 giugno 2010 (archiviato dall'url originale il 30 settembre 2007).