Panucci debuterte på Italias landslag i september 1994 (mot i en kvalifiseringskamp til EM 1996. Han ble imidlertid ikke tatt ut i EM-troppen på grunn av en uoverensstemmelse med landslagssjefen Arrigo Sacchi, og ble ikke fast i landslagstroppen før under VM 2002. Han representerte landet under VM 2002 og EM 2004.