Əslən Parmadan olan Pioli, öz futbolçu karyerasına doğma şəhərinin komandası olan "Parma" klubunda başlayıb. "Parma"nın heyətində 2 il çıxış etdikdən sonra, 1984-cü ildə "Yuventus" klubuna keçir. "Yuventus" klubunun formasını 3 il geyinən Pioli, klubla A Seriyası çempionluğunu, UEFA Çempionlar Kubokunu, Avropa Super Kubokunu və Qitələrarası Kubokunu qazanır.

1987-ci ildə "Hellas Verona" klubuna transfer olunur.

Pioli 1989-cu ildə "Fiorentina" klubuna keçir. Florensiya klubunda 6 il oynayır.

Daha sonra "Padova", "Pistoiese" və "Fiorentsuola" kimi klublarda karyerasını karyerasını davam etdirən Pioli, 1999-cu ildə "Kolorno" komandasında futbolçu karyerasını bitirir.

1999–2002-ci illərdə Pioli "Bolonya" klubunun, 2002–03-cü illərdə isə "Kyevo"nun aşağı yaş komandalarını çalışdırıb. 2003–04-cü illərdə o, B Seriyasında yarışan "Salernitana" klubunun baş məşqçisi təyin edilir. Burada bir mövsum çalışdıqdan sonra, 2004-cü ildə B Seriyasında yarışan digər kluba, "Modena"ya baş məşqçi təyin edilir. 

2006-cı ildə Pioli doğma şəhərindən dəvət alır və "Parma"nın baş məşqçisi təyin edilir. Bu həm də Piolinin İtaliya A Seriyasında məşqçi kimi debütu olur. Lakin o, 2007-ci il fevralın 12-də "Roma" klubuna 3–0 hesablı məğlubiyyətdən sonra istefaya göndərilir. Piolini Kladuo Ranyeri əvəzləyir.

"Parma"dan sonra Piolinin növbəti klubu B Seriyasında yarışan "Qrosseto" klubu olur. O, 11 sentyabr 2007-ci ildə ilk üç liqa matçında ardıcıl üç məğlubiyyətdən sonra istefaya göndərilən Corcio Rosellini əvəz edir.

Daha sonra o, 2008–09 mövsümundə "Pyaçentsa" klubunun baş məşqçisi olur.

2009-cu ilin iyul ayında o, "Sassuolo" klubuna qoşulmaq üçün "Pyaçentsa"dan ayrılır.

10 iyun 2010-cu ildə Pioli 12 aylıq müqavilə əsasında A Seriyası klubu "Kyevo"nun baş məşqçisi təyin edilir.

2 iyun 2011-ci ildə Pioli "Palermo" klubunun baş məşqçisi təyin edilir, lakin o, cəmi 90 gün sonra vəzifəsindən azad edilir.

4 oktyabr 2011-ci ildə Pioli istefaya göndərilən Pierpaolo Bisolinin yerinə "Bolonya"nın yeni baş məşqçisi təyin edilir.

"Bolonya" ilə iki çətin mövsüm keçirərək klubun B Seriyasına düşməsinə imkan vermir. Ancaq, 8 yanvar 2014-cü ildə "Bolonya" rəhbərliyi onu istefaya göndərərək yerinə Davide Ballardinini təyin edir.

12 iyun 2014-cü ildə Pioli Edoardo Rejanın yerinə "Latsio" klubunun yeni baş məşqçisi təyin edilir.

Klubdakı ilk mövsümündə "Latsio" A Seriyasında 3-cü yeri tutur.

11 iyun 2015-ci ildə "Latsio" onunla 2 illik yeni müqavilə imzalayır.

3 aprel 2016-cı ildə Pioli "Roma" klubuna evdə 4–1 hesablı məğlubiyyətdən sonra istefaya göndərilir.

8 noyabr 2016-cı ildə Pioli "İnter" ilə 18 aylıq müqavilə imzalayır. Lakin mövsüm bitməmiş, 9 may 2017-ci ildə "İnter"dən istefaya göndərilir. "İnter", Piolinin rəhbərlik etdiyi ilk 16 A Seriyası matçının 12-də qələbə qazanır ("Milan" ilə heç-heçə, "Napoli", "Yuventus" və "Roma" ilə oyunlarda məğlubiyyət).

6 iyun 2017-ci ildə Pioli "Fiorentina" klubunun baş məşqçisi təyin edilir.

4 mart 2018-ci ildə klubun mərkəz müdafiəçisi və kapitanı Davide Astori gözlənilmədən vəfat edəndə, oyunçunun xatirəsini yad etmək üçün Pioli xatirə döyməsi etdirir.

9 aprel 2019-cu ildə Pioli "Fiorentina" klubundan istefa verir.

9 oktyabr 2019-cu ildə Pioli mövsümün sonuna qədər nəzərdə tutulan müqavilə ilə "Milan" klubunun baş məşqçisi təyin edilir .

21 iyul 2020-ci ildə Pioli "Milan" klubu müqaviləsini iki il uzadır.

23 may 2021-ci ildə onun məşqçiliyi altında, yeddi mövsümdən sonra ilk dəfə "Milan" klubu Çempionlar Liqasında iştirak hüququ əldə edir.

16 noyabr 2021 tarixində "Milan"ın Pioli ilə müqaviləsini artıraraq 2+1 illik sözləşmə imzalayacağı və Piolinin maaşı illik 3,5 milyon avro və əlavə olaraq bonuslar olacağı ilə bağlı xəbərlər peyda olur.

2022-ci ildə, "Milan" klubuna İtaliya A Seriyasının çempionluğunu qazandırır.

"Əl Nəsr" klubu əvvəlki baş məşqçi Luiş Kaştrunu qovduqdan sonra 18 sentyabr 2024-cü ildə Pioli ilə komandaya məşqçilik etməsi üçün müqavilə imzalayıb.