Di Lorenzo on pelannut muutaman ottelun Italian alle 20- ja alle 21-vuotiaiden maajoukkueissa. Hän on pelannut Italian A-maajoukkueessa 12 ottelua, joista ensimmäiset olivat EM-karsintaottelut Liechtensteinia ja Armeniaa vastaan loka-marraskuussa 2019. Kesän 2021 EM-kilpailuissa hän tuli Italian ensimmäisessä alkulohko-ottelussa Turkkia vastaan kentälle loukkaantuneen Alessandro Florenzin tilalla ottelun puolivälissä. Hän pelasi toisen alkulohko-ottelun Sveitsiä vastaan kokonaan, ja oltuaan sivussa viimeisen alkulohko-ottelun hän oli niin neljännesvälierässä, puolivälierässä kuin välierässäkin kentällä täydet minuutit.