Prolifico uomo d’area, “Gila” è maestro nella protezione della palla.
Esordisce in Nazionale il 4 settembre 2004, in occasione della gara contro la Norvegia, valida per le Qualificazioni Mondiali e vinta dagli Azzurri per 2 a 1. Aveva 22 anni, e portava con sé l’importante dote di un Campionato Europeo vinto nel 2004, una medaglia di bronzo conquistata alle Olimpiadi (2004) e la cifra record di 19 reti segnate con l’Under-21.
Nel 2006 fa parte dei 23 convocati per i Mondiali di Germania, torneo in cui mette a segno una rete (contro gli USA) e un assist (contro la Germania) in cinque gare, contribuendo in modo decisivo alla conquista della Coppa del Mondo.
Il 17 ottobre 2007, Gilardino veste per la prima volta la fascia di capitano, durante un’amichevole vinta per 2 a 0 contro il Sud Africa; e proprio nello stato africano, nel 2009, disputa la Confederations Cup.
Nelle partite di qualificazione ai Campionati Mondiali 2010 del 10 e del 14 ottobre 2009, Gilardino con i suoi gol regala all’Italia il biglietto per il Sud Africa: prima l’attaccante piemontese segna allo scadere il gol del 2-2 contro l’Irlanda che sancisce la qualificazione, quindi ribalta l’esito della gara contro il Cipro, realizzando la sua prima tripletta azzurra e permettendo alla squadra di superare il girone imbattuta.
Il 29 marzo 2011, durante l'amichevole Ucraina-Italia (0-2), Gilardino ha l'occasione di indossare per la prima volta la fascia da capitano azzurro.
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