W reprezentacji Chile Sierra zadebiutował w 1991 roku. W 1993 roku po raz pierwszy znalazł się w drużynie Chile na Copa América. Zaliczył także turnieje Copa América 1995 i Copa América 1999. W 1998 roku został powołany przez Nelsona Acostę do kadry na Mistrzostwa Świata we Francji. Na tym turnieju był podstawowym zawodnikiem Chile i zagrał we wszystkich meczach: grupowych z Włochami (2:2), z Austrią (1:1) i z Kamerunem (1:1, zdobył gola w 21. minucie spotkania strzałem z rzutu wolnego) oraz w 1/8 finału z Brazylią (1:4). Ostatni mecz w reprezentacji rozegrał w 2000. W kadrze narodowej zagrał 54 razy i zdobył 8 goli.