Ve čtvrtfinále se střetla Itálie s Anglií a přestože měla většinu zápasu převahu, nedokázali se její hráči střelecky prosadit a utkání dospělo po prodloužení a výsledku 0:0 do penaltového rozstřelu. V tomto utkání Antonio nenastoupil, Itálie nakonec penaltový rozstřel zvládla poměrem 4:2 a postoupila do semifinále Mistrovství Evropy. V semifinále turnaje s Německem opět střídal v 70. minutě Balotelliho, který svými dvěma góly zajistil vítězství 2:1 a postup Itálie do finále. Ve finále Mistrovství Evropy ve fotbale 2012 odehrál proti Španělsku pouze druhý poločas, střelecky se ale neprosadil a jeho tým prohrál 0:4. Získal však stříbrnou medaili.