Italian maajoukkueessa Panucci pelasi vuodesta 1994 vuoteen 2008. Tuona aikana hän pelasi 57 maaottelua, joissa hän viimeisteli neljä maalia. Hän oli mukana Italian joukkueessa MM-kilpailuissa 2002 sekä EM-kilpailuissa 2004 ja 2008. Vuoden 2004 jälkeen Italian päävalmentaja Marcello Lippi ei ottanut Panuccia maajoukkueeseen, mutta Roberto Donadonin tullessa valmentajaksi Panucci pääsi jälleen pelaamaan vuonna 2008.