Nocerino har flere aldersbestemte kamper for Italia og var kaptein for den italienske OL-troppen til Sommer-OL 2008 i Beijing, som tapte i kvartfinalen til fordel for . Nocerino fikk sin landslagsdebut for i vennskapskampen mot den 17. oktober 2007. Han ble tatt ut i den italienske troppen til EM i fotball 2012 i Polen og Ukraina av landslagstrener Cesare Prandelli.