Pellegrini 曾代表意大利 参加过各级青年比赛。他在 2014 年 3 月首次代表U19 队对阵德国 的比赛中首次亮相。[5] 他随后在 2015 年短暂效力于U20 队，并于次年 6 月 2 日对阵法国 时首次代表U21 队亮相。
他于 2017 年 5 月 31 日在一场非官方的友谊赛中首次为成年队亮相，意大利队以 8-0 击败圣马力诺队，他在上半场替换丹尼尔·巴塞利 出场。[16] 他的正式首秀是在 6 月 11 日，他出场助意大利队以 5-0 在家中战胜列支敦士登队 的2018 年世界杯预选赛中。[17]
在那个月的晚些时候，他被意大利 U21 队经理路易吉·迪·比亚吉奥列入了2017 年 UEFA 欧洲 U21 锦标赛的名单。[18] 6 月 18 日，他在对阵丹麦的比赛中攻入了本届比赛的首个进球，以一记脚踏车式头球帮助球队以 2-0 胜出。[19][20] 意大利在半决赛中以 1-3 不敌西班牙，在比赛中，佩莱格里尼助攻费德里科·贝尔纳德斯基暂时扳平比分。[21]
两年后，他在成年队的晋升后，被再次召入 U21 队参加本土举办的2019 年 UEFA 欧洲 U21 锦标赛。[22]
2019年9月5日，佩莱格里尼在2020 年欧洲杯预选赛中客场以 3-1 击败亚美尼亚队时，攻入了他在意大利成年队的首个进球。[23]
2021年6月，他被意大利队经理罗伯托·曼奇尼列入了2020 年欧洲足球锦标赛的名单。[24] 然而，后来一场受伤使他无法参加最终的比赛，加埃塔诺·卡斯特罗维利被召入顶替他。[25]
2021年10月6日，佩莱格里尼在2021年欧洲足球联盟国家联赛决赛半决赛中主场 1-2 不敌西班牙时攻入一球。[26]