Castaignos startte direct in het seizoen 2011/12 in de clubkleuren van Internazionale. Als basisspeler in wedstrijden tegen Juventus en AC Milan kende Castaignos in het pre-seizoen zijn eerste succes met de "Nerazzurri", door beslag te leggen op de Trofeo TIM. Zijn eerste officiële wedstrijd voor Internazionale speelde Castaignos tijdens het duel om de Supercoppa 2011. Hij kwam in de 82e minuut binnen de lijnen als invaller voor Joel Obi. Inter verloor de wedstrijd met 2–1 van AC Milan. Castaignos slaagde er in zijn eerste seizoen niet in om een basisplaats te veroveren bij Inter. Een aanbod om op huurbasis naar AC Cesena te verhuizen, weigerde hij. Hij werd ook in verband gebracht met Everton, Novara, AC Siena en Parma. Ook Feyenoord probeerde de spits op huurbasis te laten terugkomen naar Rotterdam, maar Internazionale schoof dit plan van tafel. De club wilde Castaignos alleen verhuren aan een club binnen de Serie A.