گومز در ۲۶سال مه ۲۰۰۹2013 با قراردادی ۴ ساله به [[باشگاه فوتبال فیورنتینا|فیورنتینا]] در [[سری آ]] با مبلغی حدود ۲۰ میلیون یورو پیوست.<ref>{{cite news|url=http://www.bild.de/sport/fussball/mario-gomez/transfer-zum-ac-florenz-perfekt-31082962.bild.html1|title=Gomez-Wechsel nach Florenz perfekt|date= 8 July 2013|accessdate=28 July 2013|publisher=[[بیلد تسایتونگ|Bild]]|language=German}}</ref><ref>{{cite news|url=http://www.huffingtonpost.co.uk/2013/07/16/mario-gomez-unveiled-fiorentina_n_3603106.html|title=Mario Gómez Says Bayern Munich Coach Pep Guardiola Advised Fiorentina Transfer (VIDEO)|date=16 July 2013|accessdate=28 July 2013|publisher=[[هاف‌پست|HuffPost]]}}</ref> از او به عنوان بازیکن فیورنتینا به صورت رسمی در ۸ ژوئیه در برابر ۲۰٬۰۰۰ نفر رونمایی شد.<ref>{{cite web|url=http://www.video.mediaset.it/video/sportmediaset/calcio/399439/tutti-pazzi-per-gomez.html |title= Tutti pazzi per Gomez | date = 15 July 2013 |accessdate = 15 July 2013 | language = Italian}}</ref>
با این حال به علت مصدومیت‌های متعدد نتوانست کیفیت لازم را از خود نشان دهد و جام جهانی ۲۰۱۴ را نیز به خاطر مصدومیت و افت از دست داد.
