Nørstebø spilte også for Norge under OL-kvalifiseringen på hjemmebane i Oslo, hvor Norge var favorittene til å vinne gruppen. Etter et tap på overtid til Kasakhstan og en seier over Italia var det duket for en ren finale om OL-billetten mot Frankrike den 4. september. Med to og et halvt minutt igjen av kampen vippet Nørstebø seiersmålet opp i nettakket etter at Andreas Martinsen forgjeves hadde forsøkt å krige målet inn, og Norge vant dermed kampen 2–1 og kvalifiserte seg til sitt tredje OL på rad.