Pirlo nam deel aan het Europees kampioenschap van 2012 in Polen en Oekraïne. In de groepsfase scoorde hij tegen Kroatië (1-1) de openingstreffer uit een vrije trap. In de kwartfinale tussen Engeland en Italië scoorde hij met een Panenka-penalty in de penaltyreeks die Italië uiteindelijk wist te winnen. In de finale verloor de ploeg van bondscoach Cesare Prandelli met 4-0 van titelverdediger Spanje.