En 2005, participó en la misma categoría con Malaguti, donde sumó 3 puntos en Gran Premio de China y terminó la temporada en 33° lugar.

En 2007 y 2008 ganó el campeonato nacional italiano en la categoría de Superstock en un Yamaha YZF-R1.

La siguiente temporada cambió a Honda y terminó en el quinto lugar, con una victoria en en Imola.

Pirro regresó al Mundial del Gran Premio en 2011 en Moto2 con Equipo Gresini.

Desde 2013, Pirro ha sido el piloto oficial de pruebas del equipo Ducati.

Para 2020 participó en dos grandes premios de MotoGP con el equipo Pramac Racing sustituyendo a Pecco Bagnaia.