Di Vaio sai Bolognas peamise viljakaks ründajaks maine, muutes kiiresti fännide lemmikuks, samuti meeskonna kapteniks ja üheks võrdlusmängijaks kahe klubi üleandmise ajal 2010.-2011. hooajas, kindlustades endale lepingu pikendamise kuni 2013. aasta juunini; pärast teatist teatas Di Vaio ka oma soovist veeta ülejäänud jalgpallikarjääri Bologna mängijana. Kuid 4. mail 2012 kinnitas Di Vaio, et 2011-12 hooaja
et see on tema viimane mäng Bolognas ja et ta kaalub erinevaid võimalusi oma tuleviku jaoks.