In 2008 werd Troisi voor het eerst opgeroepen voor het Australisch voetbalelftal. Hij maakte zijn debuut in 2008 tegen Singapore. Troisi vertegenwoordigde zijn vaderland eveneens bij de Olympische Spelen van 2008 in Beijing. Daar werd de selectie onder leiding van bondscoach Graham Arnold uitgeschakeld in de groepsronde na nederlagen tegen Ivoorkust (0–1) en Argentinië (0–1), en een gelijkspel tegen Servië (1–1). Tijdens het Aziatisch kampioenschap voetbal 2015 maakte hij in de finale het winnende doelpunt. Troisi nam in juni 2017 met Australië deel aan de FIFA Confederations Cup in Rusland, waar in de groepsfase eenmaal werd verloren en tweemaal werd gelijkgespeeld. In de wedstrijd tegen Chili op 25 juni 2017 maakte Troisi het Australische doelpunt (eindstand 1–1).