Cambiasso nåede i sin tid som landsholdsspiller (2000-2011) at spille 52 kampe for Argentinas landshold, som han debuterede for i år 2000. Han deltog ved Confederations Cup 2005, hvor argentinerne nåede finalen, og året efter ved VM i 2006 i Tyskland, hvor han brændte sit forsøg i straffesparkskonkurrencen under kvartfinalenederlaget mod det tyske landshold. I 2007 var han med ved Copa América i Venezuela.