Nesta memulai musim terakhirnya bersama Milan dengan memenangkan Supercoppa Italiana 2011 pada 6 Agustus 2011, mengalahkan rival kota Internazionale 2<unk>1 di Beijing. Milan menempati posisi kedua setelah Juventus di Serie A
musim itu, dan tersingkir di semifinal Coppa Italia dan perempat final Liga Champions. Pada 10 Mei, selama konferensi pers, Nesta mengumumkan pensiunnya dari Serie A pada akhir musim. Selama sepuluh musim di klub Milan, Nesta mengumpulkan 325 caps, mencetak 10 gol. Dengan Milan, ia memenangkan dua gelar Serie A, Coppa Italia, dua Supercoppa Italiana, dua Liga Champions, dua Piala Super UEFA dan Piala Dunia Klub FIFA.