El 4 de septiembre, de la mano de Antonio Conte, De Rossi usó el brazalete de capitán en una victoria por 2-0 sobre Países Bajos en Bari, anotando de penal. El emir de Qatar firma una camiseta que usaba su padre para jugar al fútbol cuando era joven. El 31 de mayo de 2016 fue convocado para disputar la Eurocopa 2016. El 27 de junio, De Rossi salió cojeando del campo en la eventual victoria por 2-0 contra España, lo que hizo perderse los cuartos de final contra Alemania, que terminaría perdiendo por 6-5 en la tanda de penaltis.
