Kiper Paris Saint-Germain itu mulai dipercaya bertahan Timnas Italia pada September 2016. Pelatih Gli Azzurri saat itu, Gian Piero Ventura, menelepon Donnarumma usai penampilan impresifnya bersama AC Milan.
Laga pertama Gianluigi Donnarumma bersama timnas Italia adalah melawan Prancis, 1 September 2016. Saat itu, usianya masih 17 tahun 6 bulan 7 hari.
Sejak saat itu, peran penjaga gawang Gli Azzurri selalu dipercayakan kepada Gianluigi Donnarumma. Sejauh ini, ia mencatatkan 62 caps, mencatatkan 49 clean sheet, dan kebobolan 28 gol.
Berkat kiprah Donnarumma sebagai kiper, timnas Italia berhasil meraih trofi juara Euro 2020. Ia akan tetap menjadi pilar utama di Euro 2024, dan diharapkan bisa kembali mengantarkan timnas Italia menjadi juara.