Berrettini hizo su debut en el cuadro principal ATP en el Internazionali BNL d'Italia 2017 después de obtener un comodín en el torneo previo a la calificación.
Se proclama campeón del Challenger de Phoenix al imponerse 6-3, 6-7, 6-7 a Mijaíl Kukushkin.
En las rondas previas vence a Richard Gasquet (6-4, 6-3, 2-6, 6-2), Jordan Thompson (7-5, 7-6, 4-6, 6-1), Alexei Popyrin (6-4, 6-4, 6-7, 7-6), Andréi Rubliov (1-6, 4-6, 6-7) y Gaël Monfils (3-6, 6-3, 6-2, 3-6, 7-6).
Empieza el año perdiendo en segunda ronda del Abierto de Australia ante Tennys Sandgren (6-7, 4-6, 6-4, 6-2, 5-7) tras ganar en primera a Andrew Harris (6-3, 6-1, 6-3).
En el Abierto de Estados Unidos vence en las tres primeras rondas a Go Soeda (7-6, 6-1, 6-4), Ugo Humbert (6-4, 6-4, 7-6) y Casper Ruud (6-4, 6-4, 6-2).
Disputa la Copa ATP en Melbourne como miembro del equipo italiano y son finalistas perdiendo contra Rusia.
En las rondas previas vence a Fabio Fognini, Federico Delbonis, Christian Garín y Casper Ruud.
Es las primeras rondas vence a Botic van de Zandschulp (6-3, 6-4, 7-6), Aljaž Bedene (6-4, 6-4, 6-4), Iliá Ivashka (6-4, 6-3, 6-1), Félix Auger-Aliassime (6-3, 5-7, 7-5, 6-3) y Hubert Hurkacz (6-3, 6-0, 6-7, 6-4).
En las rondas previas vence a Jérémy Chardy (6-7, 6-7, 3-6), Corentin Moutet (6-7, 6-4, 4-6, 3-6), Iliá Ivashka (7-6, 2-6, 4-6, 6-2, 3-6) y Oscar Otte (4-6, 6-3, 3-6, 2-6).
Es convocado por Björn Borg para disputar la Laver Cup en Boston como miembro del Equipo Europa junto a Daniil Medvédev, Stefanos Tsitsipas, Alexander Zverev, Andrey Rublev, Casper Ruud y Feliciano López como suplente.
Se clasifica para jugar las ATP Finals de Turín como jugador número 6.
En las primeras ronda vence a Brandon Nakashima (6-4, 2-6, 6-7, 3-6), Stefan Kozlov (1-6, 6-4, 4-6, 1-6), Carlos Alcaraz (2-6, 6-7, 6-4, 6-2, 6-7), Pablo Carreño (5-7, 6-7, 4-6) y Gaël Monfils (4-6, 4-6, 6-3, 6-3, 2-6).
Se proclama campeón del Torneo de Stuttgart al imponerse 4-6, 7-5, 3-6 a Andy Murray en la final.
También es el vencedor del Torneo de Queens Club al ganar 5-7, 4-6 a Filip Krajinović.
En el Abierto de Estados Unidos gana a Nicolás Jarry (2-6, 3-6, 3-6), Hugo Grenier (6-2, 1-6, 6-7, 6-7), Andy Murray (4-6, 4-6, 7-6, 3-6), y Alejandro Davidovich Fokina (6-3, 6-7, 3-6, 6-4, 2-6).
Es convocado como suplente por Björn Borg para disputar la Laver Cup en Londres como miembro del Equipo Europa junto a Casper Ruud, Rafael Nadal, Stefanos Tsitsipas, Novak Djokovic, Andy Murray, Roger Federer y Cameron Norrie, este último también como suplente.
Empieza la temporada jugando la United Cup en Brisbane como miembro del equipo italiano junto a Martina Trevisan, Lucia Bronzetti, Lorenzo Musetti, Nuria Brancaccio y Andrea Vavassori.
Pierde en primera ronda del Abierto de Australia frente a Andy Murray (3-6, 3-6, 6-4, 7-6, 6-7).
En las rondas previas vence a Lorenzo Sonego (6-7, 6-3, 7-6, 6-3), Álex de Miñaur (6-3, 6-4, 6-4) y Alexander Zverev (3-6, 6-7, 6-7).
[3] En diciembre anuncia que el español Francis Roig será su entrenador para la próxima temporada.
Ya en hierba es finalista del Torneo de Stuttgart perdiendo 3-6, 7-6, 6-4 contra Jack Draper.
En el Abierto de Estados Unidos vence en primera ronda a Albert Ramos (6-7, 2-6, 3-6) y pierde en segunda contra Taylor Fritz (3-6, 6-7, 1-6).