Zusammen mit der mexikanischen Nationalmannschaft gewann Ochoa den CONCACAF Gold Cup 2015. Im Sommer 2017 stand er für die mexikanische Auswahl des Confed-Cup in Russland als Nummer eins auf dem Platz und erreichte mit der Mannschaft das Halbfinale, in dem die Mexikaner mit 1:4 gegen Weltmeister Deutschland verloren. Im anschließenden Spiel um Platz 3 gegen Europameister Portugal musste er in der Nachspielzeit den Treffer zum 1:1-Ausgleich hinnehmen und in der Verlängerung das Tor zum 1:2-Endstand.