Andrés D'Alessandro nam met Argentinië deel aan het WK Onder-20 in 2001 in eigen land. Samen met Javier Saviola was hij een van de belangrijke spelers in het team dat destijds de wereldtitel behaalde. In 2004 speelde D'Alessandro met het Argentijns elftal op de Copa América (verliezend finalist) en de Olympische Spelen (goud).