W reprezentacji Włoch zadebiutował w marcu 1995 roku, w spotkaniu eliminacji do Euro 1996 z Estonią. Pierwszym bramkarzem drużyny narodowej był w latach 1995–1997: grał we wszystkich trzech meczach Euro 1996 oraz w kwalifikacjach do mundialu 1998 (7 spotkań na 10). Jednak na mistrzostwa nie pojechał z powodu kontuzji mięśni. Kiedy po turnieju selekcjonerem został Dino Zoff starsi bramkarze (Peruzzi i Gianluca Pagliuca) musieli ustąpić miejsca młodszym – Gianluigiemu Buffonowi i Francesco Toldo. Peruzzi od tej pory w kadrze występował sporadycznie, nie zadowolony z roli rezerwowego odmówił Giovanniemu Trapattoniemu wyjazdu na mundial 2002. Dopiero kolejny trener kadry Marcello Lippi, który wcześniej prowadził Peruzziego w Juventusie, namówił go do powrotu do reprezentacji. Zawodnik Lazio wyjechał na mundial 2006 i – jako zmiennik Buffona – zdobył mistrzostwo świata. Krytycy jego umiejętności bramkarskich, których przybyło szczególnie po nieudanych dla Włochów Euro 1996, zarzucali mu słabe warunki fizyczne (181 cm wzrostu), ociężałość (w ciągu kariery piłkarskiej ważył ok. 90 kg) i niepewną grę na przedpolu. Równie często wypominano, iż na początku lat 90. został ukarany za stosowanie niedozwolonych specyfików.