En 1982 il est un élément clé de l'équipe nationale italienne pendant la coupe du monde en Espagne. Oriali y joue cinq matchs, disputant les matchs importants contre l'Argentine et le Brésil, la demi-finale contre la Pologne et enfin la finale contre l'Allemagne de l'Ouest. L'Italie l'emporte 3-1 et gagne ainsi sa troisième coupe du monde. Le dernier match d'Oriali avec la sélection italienne a lieu le 29 mai 1983 contre la Suède à Göteborg, dans le cadre des éliminatoires du championnat d'Europe 1984 (défaite de l'Italie 2-0).