In der italienischen Nationalmannschaft konnte sich Mancini nie richtig durchsetzen. Zwischen 1984 und 1994 spielte er 36 mal im Nationaltrikot, erzielte dabei vier Tore und nahm an der Fußball-Europameisterschaft 1988 in Deutschland sowie an der Fußball-Weltmeisterschaft 1990 in Italien teil. Nach einem Streit mit Trainer Arrigo Sacchi im Vorfeld der Weltmeisterschaft 1994 beendete er seine Nationalmannschaftskarriere.