בנבחרת הלאומית של איטליה ערך פאנוצ'י את הופעת הבכורה שלו בשנת 1994, וכן השתתף באולימפיאדת אטלנטה. רק מ-2002 הוא הפך לשחקן קבוע בנבחרת, וזומן לטורנירי מונדיאל 2002 ויורו 2004. לאחר טורניר זה הוא לא זומן על ידי המאמן מרצ'לו ליפי לנבחרת במשך כשלוש שנים. הוא הוחזר לסגל על ידי רוברטו דונאדוני למשחקי מוקדמות יורו 2008 וכבש שער חשוב בניצחון על סקוטלנד שסייע לנבחרתו להעפיל ליורו. בטורניר עצמו, שערו מול רומניה הפך אותו למבקיע המבוגר בתולדות אליפות אירופה.