Il Torino e Andrea Belotti si separano dopo 7 anni. L'ex ormai capitano dei granata ha deciso infatti di rifiutare più volte il rinnovo per provare una nuova esperienza. Su di lui negli ultimi giorni si è fatto avanti il Monaco, destinazione che il Gallo accetterebbe volentieri ma occhio anche alle possibili offerte dalla Serie A. Alla fine del campionato si era parlato molto di un suo approdo al Monza, ma alla finestra rimane anche il Milan. Tutto da decidere ancora anche perché il calciomercato si apre ufficialmente oggi 1 luglio. Intanto il Torino ha voluto salutare con questo messaggio il suo capitano:

Caro Andrea, prendiamo atto della tua decisione di intraprendere una nuova esperienza, da oggi le nostre strade si separano. Abbiamo vissuto insieme sette stagioni, che nel calcio moderno rappresentano un legame molto forte, condividendo sempre con la stessa passione gioie e sofferenze, emozioni e delusioni. Ti ringraziamo per tutto quello che ci hai dato, orgogliosi con il contributo di tutti di ciò che sei diventato per il Toro e ti salutiamo con un grande in bocca al lupo per il proseguimento della tua carriera.

 

Il 15 agosto 2015 prende parte al primo impegno stagionale del Palermo: la gara di Coppa Italia 2015-2016 disputata contro l'Avellino, valevole per il terzo turno preliminare e vinta per 2-1. Due giorni dopo, il 17 agosto, firma a titolo definitivo per il Torino, che paga alla società siciliana 7,5 milioni di euro per il suo cartellino.Dopo aver realizzato una sola rete nel girone d'andata (apre le marcature in Torino-Bologna 2-0, 14ª giornata di Serie A), segna una doppietta nella prima gara del girone di ritorno, contro il Frosinone, contribuendo alla vittoria per 4-2 in favore dei Granata;[42] da qui incomincia a segnare con grande regolarità, chiudendo la stagione con 12 gol in campionato, eguagliando il primato personale stabilito con l'Albinoleffe.


Il 28 agosto 2016, alla 2ª giornata del campionato 2016-2017, realizza la sua prima tripletta in Serie A nella vittoria per 5-1 contro il Bologna. Il 5 marzo 2017, in occasione della partita casalinga contro il Palermo (in cui peraltro realizza un'altra tripletta, nel giro di soli 7 minuti), incomincia per la prima volta la gara con la fascia di capitano del Torino al braccio. A fine stagione, con 26 gol in 35 partite, registra il proprio record personale di reti in campionato, piazzandosi terzo nella classifica cannonieri del torneo, dietro Edin Džeko della Roma (29) e Dries Mertens del Napoli (28).

Nominato capitano in pianta stabile, la stagione successiva è vittima di alcuni infortuni[47][48] e non ripete l'exploit realizzativo dell'annata precedente, ma tocca comunque la soglia delle 10 reti in campionato.

I 15 gol realizzati nel campionato 2018-2019 contribuiscono, complice l'esclusione del Milan, al ritorno della squadra granata nelle competizioni UEFA per club e Belotti diventa uno dei pochi giocatori nella storia del Torino capaci di raggiungere il traguardo della doppia cifra in Serie A per almeno 4 stagioni consecutive. Il 12 maggio 2019 segna contro il Sassuolo il secondo gol in rovesciata: giusto l’anno precedente, nel 2018, aveva segnato con la stessa prodezza acrobatica proprio contro il Sassuolo, sempre nella stessa porta avversaria, sotto la curva Primavera e sempre su assist di Lorenzo De Silvestri.

Il 25 luglio 2019, Belotti esordisce nelle coppe europee, nel secondo turno preliminare di UEFA Europa League contro il Debrecen (3-0), realizzando il gol del provvisorio 1-0 su calcio di rigore. Alla sua prima esperienza nelle coppe continentali, mette a segno 6 gol in altrettante partite, fra cui il doppio confronto del play-off contro il Wolverhampton, che sancisce però l'eliminazione del Torino. Il 16 settembre 2019 segna il parziale 1-1 contro il Lecce in campionato, diventando il 10º miglior marcatore assoluto della storia del Torino con 78 reti, a cui seguono le doppiette contro il Milan e la Roma. Il 23 giugno 2020, in virtù del gol segnato nella partita casalinga con l'Udinese (1-0), raggiunge per la quinta stagione consecutiva la doppia cifra di reti in Serie A. Il 13 luglio realizza un gol nella sconfitta esterna contro l'Inter (1-3) ed eguaglia Pulici e Graziani segnando almeno 15 gol in due stagioni consecutive con il Torino. Va a segno per 7 partite consecutive tra la 27ª e la 33ª giornata e chiude la stagione con 22 gol tra campionato ed Europa League.

Il 12 dicembre 2020, nella partita di campionato persa 3-2 in casa contro l'Udinese, realizza il gol numero 100 con la maglia del Torino in tutte le competizioni, agganciando Adolfo Baloncieri nella classifica dei marcatori di tutti i tempi dei granata.Supererà l'alessandrino appena cinque giorni dopo, mettendo a segno l'unica rete della sua squadra nella sconfitta per 3-1 in casa della Roma.Il 30 gennaio 2021, con la rete segnata alla Fiorentina, Belotti va in doppia cifra in campionato per tutti e sei i campionati disputati in Serie A con la maglia granata: meglio di lui solo Paolo Pulici, in doppia cifra per 7 anni consecutivi fra il 1972 e il 1979. Il 6 febbraio 2021, nella gara di ritorno giocata contro l'Atalanta, si rende protagonista di un bel gesto di fair-play: ammette davanti all'arbitro di non aver subito fallo da parte di Cristian Romero, facendo così togliere l'ammonizione al calciatore in forza ai nerazzurri.

Inizia la stagione 2021-2022 condizionato da problemi fisici, ma il 30 ottobre 2021, grazie al suo sigillo finale nel 3-0 contro la Sampdoria, taglia il traguardo delle 100 realizzazioni in Serie A. Il 1º maggio 2022 segna una tripletta nella partita in trasferta del Torino che permette al Toro di battere l'Empoli (1-3) per la prima volta al Castellani, in più in virtù della quale raggiunge, a livello personale, i 100 gol realizzati in Serie A a girone unico esclusivamente con la maglia dei Granata, superando Graziani fermo a 98 gol. Meglio di lui solo Paolo Pulici a 134 gol.