3 июня 2013 года Чезаре Пранделли включил Леонардо в состав национальной сборной на Кубок конфедераций 2013 года. 27 июня, в полуфинальном матче против испанской сборной, состоявшемся в городе Форталеза, в серии послематчевых пенальти Бонуччи не реализовал свой удар, в результате чего сборная Италии проиграла, но не вылетела с турнира, получив возможность сыграть в матче за третье место со сборной Уругвая. В этом матче итальянцы выиграли в серии послематчевых пенальти с общим счётом 3:2, но сам Бонуччи пенальти уже не бил.