Locatelli debutou co equipo italiano sub-21 o 23 de marzo de 2017, nun amistoso 2×1 contra Polonia. En xuño de 2017, foi incluído na selección italiana sub-21 para o Campionato de Europa Sub-21 da UEFA de 2017.
por Luigi Di Biagio. Italia foi eliminada por España nas semifinais o 27 de xuño, tras unha derrota por 3-1.