Vào ngày 30 tháng 12 năm 2008, Ngọc Duy có lần đầu tiên được huấn luyện viên Henrique Calisto gọi vào đội tuyển Việt Nam để chuẩn bị cho trận đấu ở vòng loại Asian Cup 2011 gặp Liban và Trung Quốc.