Во время выступлений за «Сампдорию» Виалли многократно вызывался в сборную Италии, в составе которой участвовал в ЧМ-1986, ЧМ-1990, где стал обладателем бронзовой медали, и ЧЕ-1988. Вскоре после поражения в финале Лиги чемпионов 1992 от «Барселоны» Виалли подписал рекордный по сумме трансфера контракт с «Ювентусом», сумма трансфера составила 12,5 млн фунтов стерлингов.