Boca Juniors

Tháng 12 năm 2007, Palacio cùng Boca Juniors tham dự FIFA Club World Cup 2007. Ngày 12 tháng 12, Anh góp mặt trong trận thắng 1–0 của Boca trước Étoile du Sahel.[4] Ngày 16 tháng 12, anh ghi bàn cân bằng tỉ số 1–1 trong trận gặp A.C. Milan, tuy vậy đội bóng đến từ Ý vẫn giành chiến thắng chung cuộc 4–2.[5] Kết thúc giải, Palacio được trao quả bóng đồng và xếp thứ 3 chỉ sau 2 cầu thủ của Milan là Clarence Seedorf và Kaká. Phong độ của Palacio tại Copa Libertadores 2008 đã giúp Boca tránh khỏi việc bị loại ngay từ vòng bảng với cú đúp lập được trong trận thắng câu lạc bộ Atlas của Mexico 3–0 trên sân nhà và ghi bàn thắng thứ 3 trong chiến thắng kịch tính 4–3 trước Colo-Colo. Ngày 7 tháng 5 năm 2008, Palacio mở tỉ số trong trận thắng 2–1 lượt về vòng 1/16 trước Cruzeiro. Boca cuối cùng lọt vào đến vòng bán kết và chỉ chịu dừng bước trước Fluminense. Mặc dù dính chấn thương nhỏ, khiến anh phải ngồi ngoài một thời gian ngắn, Palacio vẫn giành được Recopa Sudamericana với 1 bàn ở trận lượt đi và bàn khác trận lượt về, và danh hiệu Torneo Apertura sau khi Boca, San Lorenzo, Tigre kết thúc giải với số điểm bằng nhau, một vòng play-offs quyết định đội vô địch đã được tổ chức tại sân vận động của Racing Club de Avellaneda vào ngày 20 tháng 12 năm 2008. Tại đó, Palacio đã lập công trong trận thắng 3–1 trước San Lorenzo để giúp Boca đoạt danh hiệu.[6]

Genoa

Ngày 17 tháng 7 năm 2009, Palacio ký hợp đồng 4 năm với Genoa với phí chuyển nhượng 2,81 triệu €[7] để thay thế cho Diego Milito và giúp đỡ người đồng hương Hernán Crespo.[8] Cùng với Crespo, Palacio còn gặp lại người đồng đội cũ ở Boca Juniors Luciano Figueroa. Trong vài tháng đầu, Palacio đã bỏ lỡ 2 trận đấu do dính chấn thương mắt cá. Ngày 5 tháng 11, Palacio ghi bàn đầu tiên cho Genoa ở trận thắng Lille OSC 3–2 tại UEFA Europa League 2009–10.[9]

Inter Milan

Ngày 22 tháng 5 năm 2012, Chủ tịch Genoa Enrico Preziosi xác nhận rằng Palacio sẽ khoác áo Inter Milan ở mùa giải 2012–13.[10] Anh có trận đấu ra mắt tại vòng loại Europa League gặp câu lạc bộ Hajduk Split. Anh lập cú đúp đầu tiên cho Inter trong trận giao hữu gặp CA Bizertin ngày 18 tháng 8 năm 2012.