Nach nicht einmal zwei Jahren in Italiens höchster Spielklasse, wurde Ceresoli von Nationaltrainer Vittorio Pozzo in die Nationalmannschaft berufen. Am 25. März 1934 debütierte er beim WM-Qualifikationsspiel gegen Griechenland in der "Squadra Azzurra". Für die Weltmeisterschaft im selben Jahr im eigenen Land galt Carlo Ceresoli als sicherere "Nummer 1". Im Vorfeld des Turniers zog er sich jedoch eine schwere Armverletzung zu und konnte nicht eingesetzt werden. Pozzo reaktivierte daraufhin Gianpiero Combi, der seine Karriere eigentlich schon beendet hatte. Dieser führte die Mannschaft mit überragenden Leistungen zum WM-Titel 1934.