ברטיני רשם 25 הופעות עבור המדים הלאומיים של נבחרת איטליה בין השנים 1966 ל-1972. הוא לא נכלל בסגל 22 השחקנים של איטליה למונדיאל 1966, אף על פי שהוא ולואיג'י ריבה עדיין הובאו לקמפיין על ידי המאמן האנגלי, אדמונדו פאברי, כדי לצבור ניסיון עם הנבחרת. ברטיני נטל חלק במונדיאל 1970, שבו לבש את החולצה מספר 10, ואף הגיעה עם הנבחרת עד לגמר. בגמר הוא זה שתופקד להצר את צעדיו של פלה, אך זה לא עצר את הנבחרת הברזילאית, מלנצח במשחק 1–4 ולזכות בגביע העולם.