Giannini esordì con la nazionale maggiore il 6 dicembre 1986, a 22 anni, nella partita Malta-Italia (0-2) valevole per le qualificazioni all'Europeo 1988. Partecipò all'Europeo 1988, raggiungendo la semifinale e venendo inserito nella formazione ideale del torneo. Viene convocato anche al Mondiale 1990 in Italia, arrivando sino in semifinale e vincendo successivamente la finale per il terzo posto. Nel girone di qualificazione segnò il gol decisivo per la vittoria sugli Stati Uniti (1-0) allo Stadio Olimpico.