AS Roma merupakan klub Italia pertama yang diperkuat Edin Dzeko. Ia bergabung dengan klub ibu kota pada musim panas 2015. Mulanya, ia dipinjam dari Manchester City selama semusim pada 2015/2016. Ia mampu tampil menjanjikan dengan gelontoran 10 gol dan 4 assist dari 39 laga. Berkat penampilannya tersebut, ia ditebus permanen dengan harga 11 juta euro (Rp210 miliar).
Secara perlahan, Dzeko menunjukkan kualitasnya sebagai striker ulung. Meski dibeli dengan murah, penampilan yang diberikan di atas harganya. Ia memberikan performa yang konsisten sehingga diandalkan sebagai ujung tombak serangan. Secara keseluruhan, ia mampu membukukan 119 gol dan menghasilkan 54 assist dari 260 pertandingan di berbagai ajang.
Jumlah gol yang dihasilkan Dzeko itu membuatnya menduduki peringkat ketiga sebagai pencetak gol terbanyak AS Roma. Ia hanya kalah dari Francesco Totti yang mencetak 307 gol dan Roberto Pruzzo dengan 168 gol. Ini menunjukkan sosok vitalnya di lini serangan AS Roma.
Sayangnya, Dzeko tak bisa memberikan prestasi selama 6 musim di Stadio Olimpico. Pencapaian terbaiknya membantu AS Roma finis kedua di Serie A Italia 2016/2017. Pada musim tersebut, ia meraih prestasi individu dengan gelar top skor berkat torehan 29 gol. Meski tak meraih trofi, kontribusinya selama membela I Giallorossi membuatnya menjadi legenda.