7. kesäkuuta 2016 Ventura teki kaksivuotisen sopimuksen Italian jalkapalloliiton kanssa. Hn aloittaa Italian maajoukkueen päävalmentajana EM-kisojen jälkeen heinäkuussa 2016. Venturan johdolla Italia jäi toiseksi hävittyään karsinnoissa Espanjalle 2–0 ja pelattuaan tasan Espanjan ja Makedonian kanssa. Jatkokarsinnoissa Italia hävisi vieraskentällä Ruotsille 1–0 ja toisen osaottelun maaliton tasapeli tarkoitti, että Italia jäi MM-lopputurnauksen ulkopuolelle ensimmäistä kertaa 60 vuoteen. Ventura puolustautui katastrofin jälkeen vetoamalla vahvoihin tuloksiin kahden päävalmentajavuotensa aikana. Italian jalkapalloliitto erotti Venturan marraskuussa 2017.