Palazzi ha esordito con la nazionale di calcio di San Marino l’8 ottobre 2005, entrando al 71’ al posto di Federico Crescentini, nella partita contro la Bosnia ed Erzegovina valida per le Qualificazioni al campionato mondiale di calcio 2006. L’esordio da titolare è arrivato l’anno dopo, nel corso dell’amichevole contro l’Albania. Dal 2006 al 2012 non ha potuto giocare in nazionale in quanto, pur essendo nato sammarinese, si trovava senza passaporto biancazzurro per questioni burocratiche. È diventato sammarinese a tutti gli effetti il 18 giugno 2012 e il 25 giugno è stato convocato dal CT Giampaolo Mazza per la partita amichevole contro Malta. Segna il suo primo gol in nazionale il 4 Settembre 2017 contro l’Azerbaigian a Baku.
SportL’esordio nel 2005 contro la Bosnia