1996-tól 2006-ig minden egyes világversenyen részt vett a válogatottal, 2000-ben Európa-bajnoki ezüstérmes lett, az utolsó nagy tornáján, 2006-ban világbajnok címet nyert, bár a torna jelentős részét ki kellett hagynia egy sérülés miatt. Ezt követően lemondta a válogatottságot. Hiába próbálta őt visszahívni az akkori szövetségi kapitány, Roberto Donadoni a 2008-as Európa-bajnokság idejére, ő nem változtatott elhatározásán. 2010-ben Marcello Lippi is megpróbálta rábírni a folytatásra, Nesta ekkor is visszautasította a felkérést.