À la suite d’un séminaire gouvernemental franco-italien de janvier 2005, la reprise de l’alliance entre le groupe Air France et Alitalia a été confirmée par les deux gouvernements.
« L’Alitalia a ses problèmes à résoudre et nous les résoudrons », a déclaré Silvio Berlusconi, et ensuite on se dirigera vers l’intégration pour créer une unique compagnie franco-italienne, propos confirmés par Jean-Pierre Raffarin. Du coup, les actions d’Alitalia s'étaient envolées. L’administrateur délégué, Giancarlo Cimoli a confirmé ces propos en marge du sommet : « une fois que la société aura une situation plus positive d’un point de vue comptable, elle vaudra davantage et elle ira vers l’alliance avec KLM et Air France ».
Alitalia et Air France sont déjà liées par un accord commercial de 2001, renforcé par un échange d’actions de 2 % (2003) qui dispose la présence des deux présidents dans les conseils d’administration respectifs. Mais la fusion avait été reportée alors que celle avec KLM s’est faite en septembre 2004. Cet accord commercial prévoit notamment de développer un système multi hub, basé sur les aéroport Roissy-Charles-de-Gaulle, aéroport de Milan Malpensa, aéroport de Rome Fiumicino et le développement du partage de code en Europe et dans les vols intercontinentaux.
Pour les vols entre l’Italie et la France, les compagnies opèrent en co-entreprise. Il y a actuellement 582 vols hebdomadaires dont 30,6 % sont assurés par Alitalia, mais Cimoli a récemment souhaité que ce partage des vols soit mieux équilibré.
En novembre 2005, Air France a annoncé qu'elle participerait à l'augmentation de capital prévue en décembre de façon à ne pas diluer sa participation de 2 % qu'elle souhaitait maintenir.
Fin 2006, début 2007, avec la privatisation annoncée de la compagnie par le gouvernement italien, le PDG d'Air France démissionne du conseil d'administration d'Alitalia et Cimoli fait de même pour Air France, afin de ne pas être juges et parties. Onze repreneurs sont annoncés, dont le groupe Toto (Air One). Une fusion entre Air France - KLM et Alitalia est pressentie. Le gouvernement italien lance la procédure d'appel d'offres pour cette privatisation. Et en janvier 2007, premier rebondissement, Air France renonce dans un premier temps à participer à cet appel d'offres et la fusion n'est plus à l'ordre du jour. Les accords de coopération de 2001 et 2003 restent toutefois en vigueur.
Fin 2007, l'idée d'un rachat de la compagnie par Air France-KLM semble à nouveau acquise. Alitalia donne son accord en mars 2008, mais suite à l'échec des négociations le 2 avril 2008 entre le groupe franco-hollandais et les syndicats, l'acheteur renonce au projet (officialisé le 21 avril 2008). Alitalia sera désormais probablement soumise à la loi Marzano. La cotation de la compagnie est suspendue et le gouvernement de Romano Prodi accorde d'urgence un prêt de 300 millions d'euros à Alitalia, au prix du marché, remboursable en décembre 2008, sur demande du futur Président du conseil Silvio Berlusconi.
Selon le quotidien économique Il Sole 24 Ore du 18 novembre 2008, le groupe Air France-KLM serait, après de multiples rebondissements, in fine, le partenaire aérien choisi par la CAI, en prenant une participation de 20 % dans la nouvelle compagnie italienne (soit environ 200 millions d'euros). La nouvelle Alitalia, fusionnée avec Air One de Carlo Toto, aura un capital de 1,1 milliard d'euros, financé par la banque d'affaires Mediobanca. Mais le même jour, Silvio Berlusconi, juste après un sommet germano-italien, semble donner sa préférence à une alliance avec Lufthansa : un de ses porte-parole précise juste après que c'est la CAI et non le gouvernement qui négocie cette éventuelle alliance.
Le 2 janvier 2009, La Repubblica et les autres quotidiens italiens annoncent avec certitude un achat d'Air France à hauteur de 300 millions d'euros (25 % de la CAI), ce qui en fera l'actionnaire principal de la nouvelle compagnie.
Le 12 janvier 2009, le groupe Air France-KLM annonce devenir actionnaire minoritaire d'Alitalia à hauteur de 25 %.