ฟุตบอลชิงแชมป์แห่งชาติยุโรป 2012

วันที่ 10 มิถุนายน 2012 บาโลเตลลี่ กลายเป็นนักเตะผิวสีคนแรกที่ได้ลงสนามให้อิตาลีในทัวร์นาเม้นท์ใหญ่ ในเกมที่เสมอ สเปน 1-1 โดยเป็นเกมที่เขาโชว์ฟอร์มได้ย่ำแย่ต่อมา วันที่ 18 มิถุนายน 2012 เขาก็ทำประตูแรกในรายการนี้ได้ในเกมชนะ ไอร์แลนด์ 2-1 โดยจังหวะฉลองประตู เขาถูก เลโอนาโด้ โบนุชชี่ ปิดปากไว้ เนื่องจากกลัวจะสร้างปัญหาอะไรขึ้นมา[22]       
ต่อมาเขาถูก เซซาเร่ ปรันเดลลี่ ดรอปไว้ข้างสนาม เนื่องจากโชว์ฟอร์มไม่ดี โดยไฮไลต์สำคัญอยู่ที่การเหมาสองลูก พาทีมชนะ เยอรมนี ไป 2-1 ภายใน 40 นาทีแรกของเกม และพาทีมเข้าชิงชนะเลิศ แม้ที่สุดจะได้แค่รองแชมป์หลังแพ้ สเปน 4-0 ก็ตาม[23] 

ฟุตบอลโลก 2014 รอบคัดเลือก

วันที่ 1 มิถุนายน 2014 บาโลเตลลี่ ถูกเลือกเป็น 23 ผู้เล่นทีมชาติอิตาลี ชุดลุยบอลโลก 2014 โดยนัดเปิดสนาม เขายิงประตูชัยให้ทีมชนะ อังกฤษ 2-1 แต่อย่างไรก็ตาม พวกเขาตกรอบแรกของรายการนี้[24] 

ฟีฟ่าคอนเฟเดอเรชันส์คัพ 2013

ฟุตบอลโลก 2014