Paolo Maldini pertama kali membela Timnas Italia adalah di tahun 1986. Kala itu, ia dipanggil sang ayah, Cesare Maldini yang menangani Timnas Italia U-21. Kala itu, ia memainkan 12 pertandingan dan turut mencetak 5 gol dalam dua tahun.

Bersama Timnas Italia U-21, Maldini mendapatkan gelar runner up setelah takluk dari Spanyol U-21 di Europ Cup U-21 1986. Ia berhasil masuk ke tim senior Timnas Italia di tahun 1988, kala itu ia berpartisipasi saat melawan Yugoslovia dalam pertandingan persahabatan.

Pada Piala Dunia 1994 yang digelar di Amerika Serikat, Maldini dipercaya sebagai kapten yang juga kembali menjadi penerus dari Franco Baresi yang juga pensiun di Timnas Italia di tahun tersebut.

Kala itu, ia berhasil membawa Timnas Italia menjadi runner up. Mereka kalah dari Timnas Brasil di babak final melalui adu penalti. Sayangnya, menjadi juara dua merupakan prestasi terbaik Maldini di level Internasional, baik itu di ajang Piala Dunia maupun Euro Cup di tahun 2000.

Paolo Maldini memutuskan untuk pensiun di Timnas Italia pada tahun 2002 atau tepatnya setelah Piala Dunia 2002 di Korea-Jepang. Kala itu, dirinya telah berusia 34 tahun dan Piala Dunia tersebut juga merupakan yang keempat baginya.

Andai Maldini masih mau bertahan, maka pastinya ia turut merasakan gelar juara dunia, karena pada tahun 2006, Timnas Italia sukses menjadi juaranya usai mengalahkan Prancis di partai final Piala Dunia yang digelar di Jerman.