За репрезентацију Италије одиграо је 61 утакмицу између 1980. и 1988, постигао је 25 голова, а налази се на шестом месту листе стрелаца репрезентације Италије. Најпознатији је по томе што је дао трећи гол за Италију у финалу Светског првенства 1982. године, који је Италија освојила победом од 3:1 против Западне Немачке. Ушао је у игру са клупе у седмом минуту игре и заменио повређеног Франческа Грацијанија, постао је тако други играч који је као замена дао гол у финалу Светског купа (после Дика Нанинге 1978, још су то урадили Руди Фелер и Марио Геце 1986. и 2014. године). Алтобели је играо на Европском првенству 1980, Италија је завршила такмичење на четвртом месту. Учествовао је на Светском првенству 1986. године, постигао је 4 гола, али ипак то није било довољно да се спречи елиминација репрезентације у шеснаестини финала. Последње такмичење на ком је наступио у дресу репрезентације било је на Европском првенству 1988. у Западној Немачкој, где је био капитен тима.