Il 17 novembre 2010, sotto la direzione di Cesare Prandelli, veste la fascia di capitano nell'amichevole disputata contro la Romania (1-1). Il 9 febbraio 2011, a Dortmund, riprende a segnare in nazionale nell'incontro amichevole contro la Germania (1-1). A causa dell'infortunio al ginocchio riportato ad aprile 2012 Rossi è costretto a saltare l'Europeo 2012.