W 1989 został wybrany do Parlamentu Europejskiego III kadencji, był członkiem grupującej ugrupowania komunistycznej Grupy Zjednoczonej Lewicy Europejskiej. Zrezygnował po trzech latach z mandatu (w związku z objęciem stanowiska przewodniczącego Izby Deputowanych). Po raz drugi został europosłem w wyniku wyborów w 1999. Należał do frakcji socjalistycznej, przewodniczył przez całą kadencję Komisji Spraw Konstytucyjnych. Mandat eurodeputowanego V kadencji wykonywał do 2004.

23 września 2005 za zasługi społeczne prezydent Carlo Azeglio Ciampi mianował go dożywotnim senatorem. Po wygranych przez centrolewicową koalicję Unia wyborów parlamentarnych w 2006 jego kandydatura została wysunięta na urząd prezydenta Włoch. 10 maja 2006, w czwartym głosowaniu, został wybrany na to stanowisko, otrzymując 543 głosów spośród 1009 elektorów. Urzędowanie rozpoczął 15 maja 2006, rezygnując w rezultacie z mandatu senatora.