15 listopada 2007 zadebiutował w reprezentacji U-19, a Włosi pokonali 3:0 Chorwację. Wychowanek Milanu brał udział w eliminacjach do Mistrzostw Europy 2007, jednak jego drużyna nie zakwalifikowała się do turnieju. Paloschi wystąpił natomiast na Mistrzostwach Europy 2008, na których razem z zespołem narodowym wywalczył srebrny medal. Dla drużyny U-19 Paloschi zdobył dwa gole w pięciu występach.
W reprezentacji U-20 rozegrał jedno spotkanie. 10 września wystąpił w wygranym 5:2 pojedynku ze Szwajcarią.
Reprezentacja do lat 21 W marcu 2008 Paloschi znalazł się w kadrze reprezentacji Włoch do lat 21 na spotkanie z Azerbejdżanem, jednak cały mecz spędził na ławce rezerwowych. W zespole U-21 zadebiutował 18 listopada tego samego roku w przegranym 0:1 pojedynku z Niemcami. 25 marca 2009 Paloschi strzelił jednego z goli w zremisowanym 2:2 meczu z Austrią.