Internacionalmente, De Sisti jogou 29 jogos e marcou 4 gols pela seleção italiana entre 1967 e 1972, fazendo a sua estreia em 1 de Novembro de 1967, numa vitória em casa sobre o Chipre, por 5-0, num jogo da fase de qualificação para a Eurocopa de 1968. Mais tarde, ele jogou no time vencedor da Eurocopa de 1968 em casa, jogando na vitória por 2 a 0 sobre a Iugoslávia em Roma. Ele também foi membro do time italiano que disputou a Copa do Mundo de 1970 no México.