Chiellini eindigde met Italië als derde op de Confederations Cup van 2013. In de groepsfase scoorde Chiellini voor het eerst op een eindtoernooi, tegen Brazilië in de groepsfase. Nadat Italië in de halve finale werd uitgeschakeld door Spanje, won Italië de wedstrijd om de derde plaats van Uruguay. Beide wedstrijden eindigden in een strafschoppenserie. Een jaar later werd Italië, net als in 2010, uitgeschakeld in de groepsfase van het WK. Chiellini speelde wel elke minuut mee. In de wedstrijd tegen Uruguay werd Chiellini gebeten door Luis Suárez, waarna de Uruguayaanse spits voor vier maanden geschorst werd. Op 10 oktober 2014 scoorde Chiellini driemaal in een EK-kwalificatieduel tegen Azerbeidzjan (2–1): tweemaal in het doel van de tegenstander, één keer in eigen doel.