W reprezentacji Meksyku Osorio zadebiutował 13 lipca 2003 w wygranym 1:0 meczu z Brazylią, rozegranym w ramach Złotego Pucharu CONCACAF. Wystąpił także w wygranym 1:0 finale tego turnieju, także z Brazylią. W 2005 roku zagrał w Złotym Pucharze CONCACAF 2005, ale z Meksykiem odpadł już w ćwierćfinale po porażce 1:2 z Kolumbią.