Bocanegra speelde op 9 december 2001 tegen Zuid-Korea zijn eerste interland voor het Amerikaanse nationale team. Hij maakte daarvan vervolgens deel uit tijdens onder meer het WK 2006, het WK 2010, de Gold Cup 2003 en de Gold Cup 2007. In juni 2009 werd hij aanvoerder van de nationale ploeg. In maart 2013 werd Bocanegra gepasseerd door bondscoach Jürgen Klinsmann en kwam niet meer in aanmerking voor het WK 2014. Op 5 september 2014 nam Bocanegra afscheid van de nationale ploeg. Hij nam als aanvoerder ook nog deel aan de Confederations Cup 2009 waar hij de groepsfase niet speelde vanwege een hamstringblessure. De halve finale en de finale speelde Bocanegra 90 minuten.