Il 12 giugno 2017, dopo aver rescisso consensualmente il contratto che lo legava al Sassuolo fino al 2019, diventa l'allenatore della [[Associazione Sportiva{{Calcio Roma|Roma]]N}}.<ref>{{cita news|autore=|titolo=Eusebio Di Francesco è il nuovo allenatore della Roma|url=http://www.asroma.com/it/notizie/2017/06/eusebio-di-francesco-il-nuovo-allenatore-della-roma|data=12 giugno 2017|accesso=14 giugno 2017|sito=asroma.com}}</ref>,riportandoAlla laguida della squadra acapitolina giocare nell'aprile 2018raggiunge la semifinale di [[UEFA Champions League 2017-2018|Champions League]], dopo una straordinaria rimonta nei quarti di finale contro il [[Futbol{{Calcio ClubBarcellona|N}}; Barcelonai giallorossi verrano poi eliminati dal {{Calcio Liverpool|Barcellona]]N}} nonostante la vittoria per 4-2 nella semifinale di ritorno, insufficiente a ribaltare il 2-5 dell'andata.<ref>{{cita web|url=https://www.gazzetta.it/Calcio/Champions-League/Roma/02-05-2018/champions-roma-liverpool-4-2-reds-staccano-biglietto-la-finale-kiev-2601009881296.shtml|titolo=Champions, Roma-Liverpool 4-2: i Reds staccano il biglietto per la finale di Kiev|autore=Stefano Cantalupi|data=2 maggio 2018}}</ref>
Il 02 maggio sfiora la finale di Kiev, rimontando in parte il 5-2 dell’andata Ad Anfield con un 4-2 nella semifinale con il Liverpool.
