En su primer año completo en la Rondinella anotó dieciséis goles en treinta y cuatro partidos llamando la atención de los técnicos del Empoli, equipo que por entonces, militaba en la serie B.
Tras tres años negativos, en los que no anotó más de tres goles, en la temporada 2004-05, de nuevo en la Serie B, tras el descenso, se convirtió en la gran figura del equipo, al marcar diecinueve goles, colaborando de manera decisiva en el ascenso del club.
Pese a esto, Tavano decidió quedarse en el club con el objetivo de volver a la máxima categoría del fútbol italiano, algo que consiguió al año siguiente.
Francesco Tavano, tampoco tendría una buena temporada, marcando apenas cinco goles, aunque uno de ellos fue importantísimo ya que posibilitó el triunfo del conjunto granate frente a la AS Roma en el Stadio Olimpico.
Para la temporada 2011-12, el delantero regresó al Empoli, en una época complicada para el conjunto azul, en la cual logró zafar del descenso a la Lega Pro en las últimas fechas del torneo.