Gallinari foi membro das Seleções Italianas Sub-16 e Sub-18. Ele jogou no EuroBasket Sub-16 de 2004 e ganhou a medalha de bronze no EuroBasket Sub-18 de 2005. Mais tarde, ele foi chamado para a Seleção Italiana para jogar no EuroBasket de 2007, mas foi forçado a desistir devido a uma lesão que sofreu antes do torneio. Ele foi convocado para o EuroBasket de 2015 e para a Copa do Mundo de 2019.