Am 22. April 2004 debütierte Nagasato in der Olympia-Qualifikation beim 6:0 gegen Thailand in der japanischen Nationalmannschaft. Für die Olympischen Spiele in Athen wurde sie aber nicht berücksichtigt und erst 13 Monate nach ihrem Debüt erzielte sie am 21. Mai 2005 beim 6:0 gegen Neuseeland ihre ersten beiden Länderspieltore. Sie nahm dann an den Weltmeisterschaften 2007 und 2011 teil, wobei sie letzteres Turnier gewinnen konnte. Außerdem spielte Nagasato bei den Olympischen Sommerspielen 2008 und nach ihrer Heirat als Ōgimi bei den Olympischen Sommerspielen 2012. Dort kam sie in allen sechs Spielen zum Einsatz und schoss in allen drei Spielen der K.-o.-Runde jeweils das erste Tor für Japan, u. a. im mit 1:2 gegen die USA verlorenen Finale und gewann mit ihrer Mannschaft die Silbermedaille.