Касано је прошао кроз све селекције италијанске репрезентације. За сениорску репрезентацију Италије је дебитовао новембра 2003. против Пољске и на свом дебију је био стрелац поготка. Био је учесник Европског првенства 2004. На првој утакмици против Данске у игру је ушао са клупе. У другој утакмици је био стартер уместо Франческа Тотија, који је био суспендован због пљувања Кристијана Поулсена на претходном мечу. Та утакмица је завршена 1-1, а Касано је био стрелац за своју репрезентацију. У последњој утакмици у групи савладана је Бугарска (2-1), а Касано је поново био стрелац. Италија међутим због слабије гол-разлике није прошла групу.