Mit der italienischen Nationalmannschaft wurde De Sisti 1968 Europameister. 1970 war er WM-Finalist und zuvor am "Jahrhundertspiel", dem 4:3 n. V. gegen Deutschland gewonnenen Halbfinale, beteiligt. Insgesamt wurde er 29 mal in das Nationalteam berufen und erzielte vier Tore für die "Squadra Azzurra".