В 1996 году 16-летняя Ло Бьянко выиграла свои первые медали на уровне сборных, став чемпионкой Европы в составе молодёжной команды Италии. 21 июня 1998 Элеонора дебютировала уже в главной сборной страны в матче против Бразилии на традиционном турнире в швейцарском Монтрё. Тем самым началась выдающаяся 18-летняя карьера спортсменки в национальной команде Италии. За период с 1998 по 2016 годы Ло Бьянко дирижировала игрой своей сборной на пяти Олимпиадах (2000, 2004, 2008, 2012 и 2016), пяти чемпионатах мира (1998, 2002, 2006, 2010, 2014), четырёх розыгрышах Кубка мира (1999, 2003, 2007, 2011), восьми чемпионатах Европы (1999, 2001 2003, 2005, 2007, 2009, 2011, 2015) и ещё в целом ряде других крупнейших международных соревнований. Вместе со «скуадрой адзуррой» она выигрывала золотые награды чемпионата мира (в 2002), Всемирного Кубка чемпионов (в 2009), дважды — Кубка мира (2007 и 2011), дважды — чемпионата Европы (2007 и 2009), а также «серебро» и «бронзу» Гран-при и первенств Европы. 5 раз Ло Бьянко признавалась лучшей связующей официальных международных турниров. Всего же на момент окончания карьеры в сборной Италии (после Олимпиады-2016) на счету Элеоноры Ло Бьянко 536 матчей, проведённых в форме национальной команды (с 2007 по 2012 в качестве капитана), что является рекордом среди всех волейболисток, выступавших за главную команду страны.