Més conegut pel seu sobrenom "Picchio", durant la seva carrera en el club, De Sisti va jugar per al seu club natal, l'AS Roma, en dues ocasions (1960-1965, 1974-1979) i l'ACF Fiorentina (1965-1974), guanyant diversos títols nacionals i internacionals amb ambdós clubs. Va debutar a la Serie A amb la Roma en una derrota de 2 a 1 a Udinese, el 12 de febrer de 1961, en la qual va observar el jugador estrella i mentor de l'equip, Juan Alberto Schiaffino, durant el seu primer període al club. Va gaudir del seu període més reeixit amb la Fiorentina, que va incloure un títol de lliga el 1969
, el segon de la general del club, abans de tornar a Roma el 1974. Va guanyar la Coppa Italia amb els dos clubs, el 1964 i el 1966.