In een vriendschappelijke interland tegen Ivoorkust (0–1) op 10 augustus 2010 maakte Sirigu zijn debuut in het Italiaans voetbalelftal. Sindsdien is hij een vaste waarde in de Italiaanse selectie, met name als reservedoelman achter Gianluigi Buffon. Op 23 mei 2016 werd hij opgenomen in de selectie voor het Europees kampioenschap voetbal 2016 in Frankrijk. Italië werd in de kwartfinale na strafschoppen uitgeschakeld door Duitsland. Hij werd ook opgenomen in de selectie voor het EK 2020.