카르네발레는 1989년부터 1990년까지 이탈리아 국가대표팀에서 10경기 출전해 2골을 기록했다. 그는 1989년 4월 22일, 1-1로 비긴 베로나에서의 우루과이 친선전에서 성인 국가대표팀 첫 경기에 출전했다. 그는 4-0으로 이긴 1989년 4월 26일, 타란토에서의 헝가리와의 경기에서 첫 국가대표팀 득점을 기록했고, 같은 해 9월 20일에 체세나에서 열린 불가리아와의 경기에서도 1골을 추가했다. 그는 이후 이탈리아의 1990년 월드컵 선수단에 이름을 올려 안방에서 열린 월드컵에서 3위의 성과를 냈다. 카르네발레는 대회 본선과 친선전에서 모두 주전으로 활약하였고, 월드컵 조별 리그 2경기에서 뒤었다.[4]
오스트리아와의 1990년 대회 본선 1차전에서 토토 스킬라치와 교체된 카르네발레는 2분 뒤에 스킬라치의 득점을 목격했다. 카르네발레는 미국과의 경기에도 출전했지만, 무득점으로 침묵하고 또다시 스킬라치와 교체되었다. 이 경기는 그의 이탈리아 국가대표팀 마지막 경기이기도 했다. 그는 대회 후, 더 이상 국가대표팀에 차출되지 못했다.[4]
카르네발레는 1988년 하계 올림픽에 이탈리아를 대표로 참가하기도 했는데, 이탈리아는 이 대회 준결승전까지 올라가 대회를 4위로 마감했다.[5]
