Ochoa 2005. december 14-én, egy Magyarország elleni barátságos meccsen mutatkozott be a mexikói válogatottban. Az akkori szövetségi kapitány, Ricardo La Volpe harmadik számú kapusként nevezte a 2006-os világbajnokságra, ahol nem kapott lehetőséget. A vb-n kívül ott volt még a 2007-es CONCACAF-aranykupán és a 2007-es Copa Américán. Bekerült a 2010-es világbajnokságon szereplő mexikói keretbe is, de ott sem lépett pályára.