Un 14 de enero, pero del 2005, Rodrigo Palacio jugaba su primer partido con la camiseta de Boca en el empate 1-1 frente a Racing Club de Avellaneda en un partido amistoso disputado en Mar del Plata. Marcó su primer gol en el club el 18 de enero, en la victoria por 2-0 frente a Independiente, también en un encuentro de competición de verano.
Un jugador muy querido por todo el mundo Boca. Convirtió en la final de la Libertadores, en la final del Mundial de Clubes, en la final de la Sudamericana y en la final de la Recopa. También, marcó en el triangular del torneo argentino del 2008 entre Boca, Tigre y San Lorenzo. Además ocupa el puesto número 15° como goleador histórico del club más grande de la Argentina.
Ganó la Copa Libertadores del 2007. Torneo en el que junto a Juan Román Riquelme y Martín Palermo fue desbordante en todos los partidos de la competición donde marcó cuatro goles. Este año se destacó en la carrera de Palacio porque además el Barcelona se aseguró la prioridad para adquirir su pase, valuado en ese entonces en 18 millones de euros, y llegó a firmar con el jugador un precontrato.
Durante la segunda mitad de 2007 ni él, ni el equipo tuvieron una actuación sobresaliente pero logró ser la figura en la final del Mundial de Clubes 2007 de Japón, al convertir el empate transitorio 1-1 ante el Milan de Italia. Estuvo entre los tres mejores jugadores de dicha competición al ganar el balón de bronce. Compartió podio con Kaká y Seedorf.
A pesar de tener 39 años, Rodrigo Sebastián Palacio sigue más vigente que nunca: el delantero que ahora juega en el Brescia Calcio de la Serie B de Italia podría darse el gusto de volver a Argentina para retirarse en Boca o en Banfield, club que lo vio nacer. Los hinchas lo aman y todos los años, en cada mercado de pases, piden por la vuelta del delantero.