У 2002 році Хав'єр Агірре викликав Карлоса в збірну Мексики для участі в Золотому кубку КОНКАКАФ. На цьому турнірі Очоа забив свій єдиний гол за збірну. В кінці матчу проти збірної Гватемали, за рахунку 2:1, він забив гол і допоміг своїй команді домогтися перемоги. Після Кубка Карлос виступав за «ацтеків» в товариських і відбіркових матчах до чемпіонату світу 2002, але в заключну заявку на участь у світовій першості не потрапив. Наступного разу Карлоса викликали в збірну через п'ять років.