Brosque maakte op 2 juni 2004 zijn debuut voor het Australisch voetbalelftal in een wedstrijd op de Oceanië Cup 2004 tegen Fiji. In deze met 6-1 gewonnen wedstrijd was hij na rust de vervanger van Scott Chipperfield. Hij hielp in datzelfde jaar Australië aan deelname aan de Olympische Spelen van 2004 met het Australisch voetbalelftal onder 23. Daarna werd hij enkele jaren niet opgeroepen. Op 9 oktober 2010 maakte hij zijn rentree in het nationale elftal in een vriendschappelijke interland tegen Paraguay. Brosque zat in de voorselectie voor de Azië Cup 2011 en zou voor het eerst Australië in een competitie gaan vertegenwoordigen door blessures bij zowel Joshua Kennedy als Archie Thompson, maar raakte zelf ook geblesseerd en moest afhaken. Op 2 september 2011 maakte Alex Brosque zijn eerste interlanddoelpunt. In de 86e minuut van een WK-kwalificatiewedstrijd tegen Thailand boog hij een 1-1 gelijkspel om in een 2-1-overwinning, zeven minuten nadat hij inviel voor Brett Emerton. Op 29 februari 2012 speelde hij met Australië een kwalificatiewedstrijd tegen Saoedi-Arabië, waarin hij tweemaal zijn team op voorsprong zette en eenmaal een assist gaf aan Harry Kewell, die in de 73e minuut de 2-2 maakte. Elke wedstrijd waarin Brosque tot op heden scoorde, werd gewonnen.