Wystartował na igrzyskach olimpijskich w Nagano w 1998, zajmując ósme miejsce w biegu na 30 km techniką klasyczną. Na rozgrywanych cztery lata później igrzyskach w Salt Lake City wraz z Fabio Majem, Pietro Pillerem Cottrerem i Cristianem Zorzim wywalczył srebrny medal w sztafecie. W biegu łączonym na 20 km zajął czwarte miejsce, przegrywając walkę o brązowy medal ze Szwedem Perem Elofssonem o 0,9 sekundy. Zajął tam też 35. miejsce na 15 km techniką klasyczną i 11. na dystansie 50 km klasykiem. Kolejne dwa medale wywalczył na igrzyskach olimpijskich w Turynie w 2006. Najpierw zwyciężył w sztafecie, biegnąc razem z Zorzim, Pillerem Cottrerem oraz Valbusą. Następnie został pierwszym w historii włoskim mistrzem olimpijskim w biegu na 50 km techniką dowolną. Wyprzedził tam Rosjanina Jewgienija Diemientjewa i reprezentującego Austrię Michaiła Botwinowa. W biegu łączonym Di Centa był czwarty;