Con la Sampdoria ganó el Scudetto (el único en las vitrinas del equipo genovés), una Recopa de Europa en 1990, tres Copas de Italia, en 1985, 1988 y 1989, una Supercopa de Italia en 1991, además de disputar final de la Copa de Europa en 1992 frente al Barcelona. Vialli estuvo en la época gloriosa del conjunto italiano.