Locatelli maakte zijn debuut met het Italiaanse U21-team op 23 maart 2017, in een vriendschappelijke 2<unk>1 overwinning tegen Polen. In juni 2017 werd hij opgenomen in de Italiaanse onder-21 ploeg voor het 2017 UEFA European Under-21 Championship.
door manager Luigi Di Biagio. Italië werd geëlimineerd door Spanje in de halve finale op 27 juni, na een 3-1 nederlaag.