6日，意大利足协公布意大利队和德国国家队的热身赛名单，莫塔首次入选。意大利足协称莫塔入选意大利国家队完全符合FIFA的相关规定。2月9日，莫塔在意大利1比1战平德国的热身赛中首发出场，完成他在意大利国家队的处子秀。莫塔代表意大利国家队参加了2012年欧洲足球锦标赛，不过在决赛对阵西班牙时，莫塔下半场第55分钟作为意大利最后一名后备换人名额出战，结果上场仅3分钟便因大腿拉伤而被迫离场，致使意大利只能以10人作战。最终意大利0:4惨败于西班牙而屈居于亚军。