Erste internationale Erfahrungen sammelte Holden mit der US-amerikanischen U-20-Auswahl, für die er in elf Länderspielen zwei Treffer erzielte. Außerdem stand er von 2007 bis 2008 im Kader der U-23-Nationalmannschaft der Vereinigten Staaten und kam hierbei zu sieben Spielen und einem Tor. Mit dem U-23-Team repräsentierte er während des Fußballturniers der Olympischen Spiele 2008 die USA und erzielte am 7. August den einzigen Treffer beim 1:0-Sieg über Japan. Dennoch erreichte die Mannschaft in ihrer Gruppe nur den dritten von vier Plätzen. Am 25. Juni 2009 wurde Holden anlässlich des CONCACAF Gold Cup 2009 erstmals in den Kader der A-Nationalmannschaft der USA berufen. Am 4. Juli gab er sein A-Teamdebüt er in der Gruppenphase (Gruppe B) beim Spiel gegen Grenada. Noch in der gleichen Begegnung erzielte Holden in der 31. Minute per Kopf den 2:0-Führungstreffer für sein Team. Nach weiteren Einsätzen erreichte die US-amerikanische Nationalmannschaft das Finale des Turniers, wo es allerdings der mexikanischen Nationalelf mit 0:5 unterlag. Am Ende des Bewerbs wurde Stuart Holden neben seinen Landsleuten Kenny Cooper, Chad Marshall und Clarence Goodson sogar ins „All-Tournament Team“ gewählt.