Sau khi xuất hiện cho Ý dưới sự chỉ huy của Giovanni Trapattoni trong chiến dịch vòng loại FIFA World Cup 2002, Montella được chọn là thành viên của đội tuyển Ý sẽ thi đấu tại World Cup 2002, nơi người Ý đã bị loại bỏ gây tranh cãi trong vòng 16 để đồng tổ chức Hàn Quốc sau thất bại 2<unk>1 trong thời gian mở rộng. Trong lần xuất hiện duy nhất của mình tại World Cup, trong trận đấu vòng bảng cuối cùng của Ý với Mexico tại World Cup 2002, anh đã có một bàn thắng sai trái. Sau đó, anh đã thiết lập bàn thắng cân bằng của Del Piero trong trận hòa 1<unk>1, giúp Ý tiến vào vòng hai. Anh ấy đã ấm lên và đã sẵn sàng ra khỏi băng ghế dự bị trong trận đấu vòng 16, nhưng Ahn của Hàn Quốc đã ghi bàn thắng vàng ngay trước khi anh ấy được thiết lập. Sau đó, anh cũng xuất hiện cho Ý trong ba trận đấu vòng loại Euro 2004, nhưng không được gọi cho giải đấu cuối cùng.
. Anh đã xuất hiện lần cuối cùng cho Ý dưới sự dẫn dắt của Marcello Lippi, trong một trận đấu giao hữu quốc tế với Nga vào ngày 9 tháng 2 năm 2005, được tổ chức tại Cagliari, mà Ý đã giành chiến thắng 2 - 0. Tổng cộng, Montella đã giành được 20 trận và ghi 3 bàn cho Ý.