Am 12. September 2007 feierte Cáceres gegen die südafrikanische Nationalelf in Johannesburg sein Debüt in der uruguayischen Nationalmannschaft. 2010 gehörte er zum Aufgebot Uruguays bei der in Südafrika ausgetragenen Weltmeisterschaft. Hier stand er sowohl im Halbfinale gegen die Niederlande als auch im Spiel um Platz 3 gegen die deutsche Fußballnationalmannschaft in der Startformation. Auch gehörte Cáceres zum siegreichen Kader Uruguays bei der Copa América 2011. 2013 wirkte er beim FIFA-Konföderationen-Pokal mit. Bei der Weltmeisterschaft 2014 in Brasilien war er erneut Mitglied des Aufgebots Uruguays.