За сборную Италии Барези провёл 18 матчей. Он дебютировал в составе национальной команды 26 сентября 1979 года в товарищеском матче с Швецией, завершившимся победой итальянцев 1:0. Следующую игру за сборную он провёл на чемпионате Европы с Англией, а всего на европейском первенстве провёл 3 игры. Также Барези участвовал на чемпионате мира 1986. Последняя игра на этом турнире, 17 июня с Францией, стала последним матчем Барези за сборную.