В рамках фінальної частини Євро-2016 «лазурові» потрапили до групи E, в якій конкуренцію їм складали збірні Бельгії, Ірландії та Швеції. У першій грі збірна Італії з рахунком 2:0 здолала своїх головних конкурентів за першість у групі бельгійців, а за чотири дні гол Едера, забитий наприкінці гри проти збірної Швеції, приніс італійцям другу перемогу (1:0), забезпечивши їм гарантований вихід до стадії плей-оф турніру. Тож тренерський штаб мав можливість дати відпочинок лідерам команди, і на останню гру групового етапу вийшов резервний її склад, який не зміг уникнути поразки від ірландців (0:1). Попри це італійці фінішували на чолі своєї групи і в 1/8 фіналу потрапили на другу команду групи D, збірну Іспанії. Тож Італія отримала шанс поквитатися за нищівну поразку у фіналі попереднього континентального чемпіонату, яким повністю скористалася — у грі, яку було згодом визнано однією з найбільш видовищних на турнірі, підопічні Конте вийшли уперед завдяки голу Джорджо К'єлліні на 33-й хвилині, а згодом утримували мінімальну перевагу в рахунку до доданого часу, коли Граціано Пелле рахунок подвоїв. Наступна гра італійців згодом також увійшла до п'ятірки найкращих матчів Євро-2016 — їх двобій у чвертьфіналі проти збірної Німеччини тривав 120 хвилин, кожна з команд до останнього мала шанси на вихід до півфіналу, проте у серії післяматчевих пенальті вправнішими виявилися німці, тож боротьба збірної Італії завершилася на стадії чвертьфіналів (1:1 в основний і додатковий час, 5:6 по пенальті).