Nel 2021 viene selezionato da Mancini per la fase finale del , posticipata di un anno a causa della pandemia di COVID-19: è il quarto europeo della carriera per Chiellini, il quale va ad eguagliare Buffon e Alessandro Del Piero per numero di partecipazioni azzurre alla rassegna continentale. In occasione della vittoriosa gara inaugurale dell'11 giugno a Roma contro la (3-0), a 36 anni e 301 giorni diventa il più vecchio giocatore azzurro, limitatamente a quelli di movimento, a scendere in campo in una fase finale di europei e mondiali; migliora ulteriormente il record il successivo 11 luglio quando scende in campo, a 36 e 331 giorni, nella finale contro i padroni di casa dell'. Pur essendo reduce da una stagione travagliata sul piano fisico, Chiellini si presenta all'appuntamento continentale in buone condizioni e, nonostante l'età e un infortunio muscolare occorsogli nella seconda gara del girone, assurge tra i protagonisti del vittorioso cammino italiano nella manifestazione: si ripropone ad alti livelli nell'ormai collaudata coppia centrale con Bonucci e, a livello personale, è degno di nota il vittorioso duello con l'attaccante belga Romelu Lukaku nei quarti di finale; al termine della finale di Wembley vinta ai tiri di rigore, solleva da capitano la seconda Coppa Henri Delaunay della storia azzurra.