Bocanegra ha giocato per gli Stati Uniti ai Mondiali U-20 del 1999, guadagnandosi poi la prima convocazione in nazionale maggiore il 9 dicembre 2001, in una gara contro la Corea del Sud, in cui subentrò nella ripresa. Dopo non essere stato convocato per i Mondiali 2002, nel 2003 si affermò come membro titolare della difesa, posizione resa ancor più solida dopo le prestazioni alla Gold Cup 2003: nell'anno solare 2003 fu il difensore con più presenze nella nazionale a stelle e strisce, con 13 match. Nel 2005, in occasione delle qualificazioni ai , il suo ruolo in nazionale variò più volte, da difensore centrale a laterale. il 2 maggio 2006 Bocanegra venne incluso nella lista dei convocati per i Mondiali in Germania: il mese dopo giocò da titolare due delle tre partite degli USA ai .