Дебютировал за «скуадру адзурру» 6 июня 2009 года в товарищеском матче против Северной Ирландии. 11 мая попал в заявку команды на Чемпионат мира 2010 в ЮАР. 14 июня в матче ЧМ против сборной Парагвая вышел на замену после перерыва вместо Джанлуиджи Буффона. Вошёл в заявку сборной на Кубок конфедераций 2013, но на поле не провёл ни минуты. Однако участившиеся травмы Маркетти и непоколебимые позиции опытного Буффона не позволили игроку в полной мере проявить себя в главной команде. Федерико продолжал получать вызовы в сборную до 2016 года, но на данный момент последним проведённым им в футболке национальной команды матчем является встреча со сборной Армении (2:2) 15 октября 2013 года в рамках квалификации на Чемпионат мира 2014.