Marchisio sendiri pernah memperkuat Timnas Italia sebanyak 55 kali. Legenda yang baru berusia 35 tahun itu menyumbang lima gol untuk negaranya.
Selama mengabdi Marchisio juga pernah bertemu Inggris pada ajang Euro 2012 di Polandia dan Ukraina. Kala itu kedua tim bertemu pada perempat final.
Italia asuhan Cesare Prandelli berhasil keluar sebagai pemenang lewat adu penalti dengan skor 4-2. Marchisio dan kolega bahkan berhasil mencapai laga final dan bertemu Spanyol.
Sayangnya Gli Azzurri gagal membawa pulang piala ke Roma. Sebab mereka dibantai La Furia Roja dengan skor mencolok 0-4.