El 23 d'octubre de 2011, Di Natale va marcar un gol en una derrota de 3 a 0 contra Novara que va enviar a Udinese a la part superior de la taula de la Serie A. El 13 de maig de 2012, va obrir el marcador contra el Catania en l'última jornada de la Serie A.
Diego Fabbrini va afegir un gol a la segona meitat per assegurar quatre victòries consecutives a la Serie A i garantir a Udinese un lloc a la ronda de classificació de la Lliga de Campions de la UEFA de la propera temporada. El 4 de juliol de 2012, Di Natale va signar un nou contracte de dos anys amb el club.