Il 25 settembre 2013 diviene allenatore del Palermo del presidente Maurizio Zamparini, subentrando all'esonerato Gennaro Gattuso.
Era già stato un calciatore della squadra rosanero nel biennio 1994-1996 ed era già stato alle dipendenze di Zamparini, come giocatore, ai tempi del Venezia.Il suo staff è composto da Giuseppe Carillo come vice, Fabrizio Tafani coi confermati Andrea Corrain e Marcello Iaia come preparatori atletici, Alberto Andorlini per il recupero infortunati e Franco Paleari nel ruolo di preparatore dei portieri.
Debutta sulla panchina rosanero due giorni dopo nella vittoriosa partita (3-0) contro la Juve Stabia per la settima giornata del campionato di Serie B. Il 17 aprile 2014, in occasione della gara vinta per 1-0 contro la Reggina, ha raggiunto le 400 presenze come allenatore nei campionati professionistici.
Il 3 maggio 2014, battendo in trasferta il Novara per 1-0, conquista la promozione in Serie A con cinque turni d'anticipo, vincendo congiuntamente anche il campionato: per Iachini si tratta della quarta promozione in massima serie ottenuta in carriera e la seconda Coppa Ali della Vittoria (record).
A una giornata dal termine la squadra raggiunge gli 85 punti in classifica, eguagliando il record assoluto fatto registrare in altre tre occasioni fra cui proprio il ChievoVerona allenato da Iachini nella stagione 2007-2008; con il pareggio all'ultima giornata per 0-0 contro il Crotone i punti in classifica sono 86, record storico assoluto.
All'indomani della fine del campionato rosanero rinnova il contratto fino al 2016