Pellè werd in het seizoen 2012/2013 door Parma FC voor één seizoen verhuurd aan Feyenoord.
De Italiaan debuteerde op zaterdag 15 september 2012 in het competitieduel tegen PEC Zwolle. Onsterfelijk werd Pellè bij het Legioen bij het maken van een wonderschoon doelpunt in de klassieker tegen Ajax op zondag 28 oktober, waardoor de wedstrijd in 2-2 eindigde.
Op 5 januari 2013 tekende Pellè een vierjarig contract bij Feyenoord, dat daarmee de Italiaanse spits definitief overnam van Parma. Parma kampte met financiële problemen en liet daarom de opgebloeide aanvaller voor een bedrag van 3 miljoen euro vertrekken naar Rotterdam.
Graziano Pellè wist uiteindelijk in zijn eerste seizoen voor Feyenoord tweede te eindigen in de topschutterstand met 27 doelpunten. Mede dankzij Pellè was Feyenoord gedurende het seizoen 2012/13 onverwacht een serieuze titelkandidaat.
Vanaf vandaag (1 juli 2013) is de Italiaan officieel in dienst van Feyenoord.