Insigne ha representado al equipo nacional de Italia sub-21, con el que ganó una medalla de subcampeón en el Campeonato de Europa Sub-21 de la UEFA 2013. Hizo su debut para el equipo adulto en septiembre de 2012 y ha representado a Italia en la Copa Mundial de la FIFA 2014, en la UEFA Euro 2016 y en la UEFA Euro 2020, de la que se coronó campeón.