Jabarkan Karier Internasional dari Federico Marchetti

Pada bulan Mei 2009, setelah penampilan impresifnya bersama Cagliari, Marchetti menerima panggilan pertamanya ke tim nasional Italia di bawah arahan Marcello Lippi untuk pertandingan persahabatan melawan Irlandia Utara. Ia tampil sebagai pemain inti dalam pertandingan tersebut, dan bermain sepanjang pertandingan, serta berhasil menjaga gawang bersih dalam kemenangan telak 3–0 untuk azzurri. Secara mengejutkan, Marchetti membuat debut Piala Dunia dalam edisi 2010 di Afrika Selatan, ketika ia menggantikan kiper utama Gianluigi Buffon yang cedera pada paruh waktu saat Italia berhadapan dengan Paraguay dalam pertandingan Grup F pembukaan, yang berakhir dengan skor imbang 1–1. Marchetti berhasil menjaga gawangnya tetap bersih, karena Italia sudah tertinggal 1–0 pada saat ia masuk. Pada dua pertandingan berikutnya yang dimainkan oleh Marchetti, ia kebobolan empat gol dari lima tembakan ke gawang, ketika Italia bermain imbang 1–1 melawan Selandia Baru, dan kalah 2–3 dari Slowakia, sehingga Italia akhirnya tereliminasi dari turnamen pada babak penyisihan pertama, gagal meraih kemenangan dalam satu pertandingan pun, dan menempati posisi terakhir di grup mereka dengan hanya mengumpulkan dua poin.

Marchetti hanya bermain satu pertandingan untuk tim nasional Italia di bawah pelatih baru Cesare Prandelli antara tahun 2010 dan 2012. Namun, pada tahun 2013, Marchetti dipanggil kembali oleh Prandelli untuk mewakili Italia dalam pertandingan persahabatan melawan Belanda. Marchetti juga terpilih dalam skuad Italia 23 pemain Prandelli untuk Piala Konfederasi FIFA 2013, sebagai cadangan di belakang Buffon dan Salvatore Sirigu; Piala Konfederasi 2013 merupakan turnamen internasional besar kedua Marchetti bersama Italia, setelah sebelumnya bermain dalam Piala Dunia 2010, dan Italia berhasil meraih posisi ketiga. Pada tanggal 14 Agustus 2013, Marchetti dimainkan pada paruh waktu pertandingan persahabatan internasional, sebagai penghormatan kepada Paus Fransiskus, antara Italia dan Argentina, yang dimainkan di Roma.

Pada tanggal 31 Mei 2016, Marchetti masuk dalam skuad Italia 23 pemain Antonio Conte untuk Kejuaraan Eropa UEFA 2016, tetapi tetap menjadi satu-satunya anggota skuad yang tidak bermain dalam turnamen tersebut.