Det ble kjent etter at landets nasjonalforsamling ikke klarte å bli enig om en etterfølger, melder nyhetsbyrået ANSA.
Mattarella har vært president i sju år og skal tidligere ha sagt at han ikke ønsket å fortsette i en ny periode.
Presidenten lot seg bli overtalt etter at de folkevalgte denne uken ikke klarte å enes om en kompromisskandidat til å overta vervet.
Presidenten skal ha vært i dialog i flere timer før han ble overtalt.
– Jeg hadde andre planer, men jeg må respekterer parlamentets beslutning, sa Mattarella.
