Für Japan nahm Nakajima bereits am IIHF Challenge Cup of Asia 2012, bei dem das Team hinter den russischen MHL Red Stars die Silbermedaille gewinnen konnte, teil. Im Folgejahr spielte er mit den japanischen Junioren bei der U20-Weltmeisterschaft 2013, als er gemeinsam mit seinem Landsmann Makuru Furuhashi drittbester Scorer hinter den Niederländern Tony Ras und Danny Stempher war, in der Division II. Zudem vertrat er das Land der aufgehenden Sonne bei den Winter-Universiaden 2013 im Trentino und 2015 in Granada.