Cammalleri trat erstmals für sein Heimatland bei der U20-Junioren-Weltmeisterschaft 2001 an und konnte auf Anhieb die Bronzemedaille gewinnen. Im folgenden Jahr hatte er entscheidenden Anteil daran, dass die Kanadier die Silbermedaille erringen konnten, da er durch seine elf Punkte in sieben Spielen zum besten Stürmer des Turnieres gewählt wurde. Nach einer aus kanadischer Sicht enttäuschenden Weltmeisterschaft 2006 krönte Cammalleri bei der Weltmeisterschaft 2007 seine internationale Karriere mit dem Gewinn der Goldmedaille.