Successivamente Zamparini lasciò il Venezia e il 21 luglio [[2002]] rilevò, da [[Franco Sensi]], il pacchetto azionario di maggioranza del [[Unione Sportiva Città di Palermo|Palermo]]<ref>[http://archiviostorico.corriere.it/2002/luglio/14/Zamparini_trasloca_mezzo_Venezia_Palermo_co_0_0207144338.shtml Zamparini trasloca mezzo Venezia a Palermo] archiviostorico.corriere.it</ref> per 15 milioni di euro da versare in tre anni,<ref>{{Cita web|url=http://www.raisport.rai.it/pub/sezione/raiSportSezioneIndex/0,5785,_205_60_1416,00.html|editore=RAI Sport|titolo=Sensi-Zamparini: affare fatto|data accesso=2007-06-16 giugno 2007|data=2002-07-21 luglio 2002|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20071116150927/http://www.raisport.rai.it/pub/sezione/raiSportSezioneIndex/0%2C5785%2C_205_60_1416%2C00.html|archivio=2007-11-16}}</ref><ref name="Glerean in panchina attende Maniero">[http://ricerca.repubblica.it/repubblica/archivio/repubblica/2002/07/21/glerean-in-panchina-attende-maniero.html Glerean in panchina attende Maniero] ricerca.repubblica.it</ref> anche se di un suo probabile arrivo se n'era parlato tempo prima.<ref>{{Cita web|titolo=Addio e Grazie …… Presidente Sensi|url=http://www.epruno.it/addio-e-grazie-presidente-sensi/}}</ref><ref>{{Cita web|titolo=Palermo, inizia l'era Zamparini|url=https://ricerca.repubblica.it/repubblica/archivio/repubblica/2002/07/14/palermo-inizia-era-zamparini.html}}</ref><ref>{{Cita web|titolo=Amo i palermitani perché sono schietti come me|url=https://palermocalcio.it/it/news/zamparini-amo-i-palermitani-perche-sono-schietti-come-me_157/}}</ref> Nella circostanza arrivarono a Palermo l'allenatore del Venezia [[Ezio Glerean]] e alcuni giocatori.<ref name=silvana>[http://ricerca.repubblica.it/repubblica/archivio/repubblica/2002/07/13/sensi-zamparini-il-giorno-della-verita.html Sensi-Zamparini, il giorno della verità] ricerca.repubblica.it</ref> Con la squadra rosanero, in cui nomina nel mese di gennaio del [[2004]] [[Francesco Guidolin]] come allenatore, ottiene la promozione in [[Serie A]] e in quell'occasione gli fu concessa la cittadinanza onoraria di Palermo per aver riportato dapprima la squadra in massima serie dopo 31 anni di assenza e poi nelle coppe europee;<ref>[http://ricerca.repubblica.it/repubblica/archivio/repubblica/2005/03/12/zamparini-un-friulano-palermo-udinese-non.html Zamparini, un friulano a Palermo: "L'Udinese? Non la amo più"] Repubblica.it</ref> con l'ingaggio del trainer veneto (che in un'intervista ha dichiarato che: "Zamparini è tra i migliori presidenti al mondo") nel [[2005]], nel [[2006]], nel [[2007]] si qualifica alla [[Coppa UEFA]] (che dalla stagione 2010-2011 si chiama [[UEFA Europa League]]).
Poi con la guida di [[Delio Rossi]], nel [[2010]] e nel [[2011]] la sua squadra riesce a riqualificarsi per le competizioni europee e riesce ad arrivare in finale in [[Coppa Italia]] venendo poi sconfitto dall'{{Calcio Inter|N}} per 1-3 nel maggio del 2011, sul campo dello "[[Stadio Olimpico di Roma]]".
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È diventato il primo Presidente nella storia del Palermo per più lunga duratura (quasi 15 anni, 21 luglio 2002 - 27 febbraio 2017) e, dopo il 1º dicembre, anche il primo proprietario durato più a lungo (16 anni, 21 luglio 2002 - 1 dicembre 2018).
È attualmente agli arresti domiciliari per l'accusa di falso in bilancio e autoriciclaggio.<ref>{{Cita web|url=http://palermo.gds.it/2019/01/25/palermo-calcio-arresti-domiciliari-per-zamparini-lex-patron-rintracciato-a-udine_990334/|titolo=Palermo, domiciliari per Zamparini: l'ex patron rosanero rintracciato a Udine|sito=Giornale di Sicilia|lingua=it|accesso=15 febbraio 2019-02-15}}</ref>