В октябре 2011 года своей игрой Кокорин заслужил вызов в главную сборную России на товарищеский матч с командой Греции, в котором состоялся его дебют в сборной. Вместе со сборной Александр отправился на Евро-2012, где в первом матче против Чехии вышел на замену. После этого он получил травму и на поле не появлялся, а сборная России не преодолела групповой этап. Был вызван на отборочные матчи чемпионата мира 2014 и в матче с Северной Ирландией заработал пенальти, который реализовал Роман Широков.