Molina gab sein Debüt für die U-20-Nationalmannschaft Italiens am 25. März 2011 bei der 0:1-Niederlage gegen die Schweiz. Er absolvierte bis 2012 noch drei weitere Spiele für die U-20. Für die U-21-Auswahl gab er am 5. September 2013 sein Debüt bei der 1:3-Niederlage gegen Belgien. Mit den "Azzurrini" konnte er sich im Oktober 2014 für die Europameisterschaft 2015 qualifizieren.