Argentiinan miesten maajoukkueessa Nocioni kuului maansa menestyneeseen sukupolveen, jonka kirkkain saavutus oli olympiakulta Ateenassa 2004. Pekingin kesäolympialaisissa 2008 Nocionin edustama Argentiina ylsi pronssille ja Lontoon kesäolympialaisissa 2012 neljänneksi. Yhdysvaltain MM-kilpailuissa 2002 Argentiina saavutti hopeaa ja vuoden 2006 MM-kilpailuissa se sijoittui neljänneksi. Lisäksi Nocioni voitti maajoukkueessa mitaleja Amerikan-mestaruuskilpailuista. Nocioni päätti maajoukkueuransa Rio de Janeiron kesäolympialaisiin 2016.