Whether firms with more alliance experience perform better than those with less and whether the alliance strategy interacts with diversification strategy to shape firm performance are two critical but underexplored questions. To address these queries, this study develops a three‐level sigmoid framework built upon a marginal analysis that contrasts alliance benefits and alliance costs, and considers the moderation of diversification that often closely works with the alliance in shaping firm performance. Empirical results obtained from firms in two alliance‐populated industries support first that the alliance experience‐performance relationship is S‐shaped in that the linkage is negative to alliance novices, positive to alliance experts, and negative again to alliance overusers; and second, that the shape of this sigmoid curve varies systematically between high‐ and low‐diversified firms. Copyright © 2015 ASAC. Published by John Wiley & Sons, Ltd. Les entreprises qui ont plus d'expériences en matière d'alliance réussissent‐elles mieux que celles qui en ont moins? La stratégie d'alliance interagit‐elle avec la stratégie de diversification pour définir la performance de l'entreprise? Voilà deux questions importantes qui n'ont pas toujours bénéficié de l'attention des chercheurs. Pour y apporter des éléments de réponse, la présente étude propose un cadre sigmoïde à trois niveaux construit sur une analyse marginale qui d'une part, contraste les bienfaits de l'alliance avec ses coûts, et, d'autre part, examine la modération de la diversification qui s'associe souvent étroitement à l'alliance pour façonner la performance. Les résultats empiriques obtenus des firmes de deux industries dotées d'alliances indiquent que la relation expériences en matière d'alliance/performance est en forme S dans la mesure où le lien est négatif pour les débutants en alliance, positif pour les experts en alliance et négatif pour les firmes qui en font un usage excessif. Les résultats montrent aussi que la forme de cette courbe sigmoïde varie systématiquement selon que les firmes sont hautement ou faiblement diversifiées. Copyright © 2015 ASAC. Published by John Wiley & Sons, Ltd.