På internationalt plan repræsenterede Coloccini Argentina 39 gange mellem 2003 og 2014, hvor han scorede et mål, og var medlem af de hold, der nåede til finalen i Copa América i 2004.
og FIFA Confederations Cup 2005; han deltog også i FIFA World Cup 2006. På ungdomsniveau var han medlem af de hold, der vandt 2001 FIFA World Youth Championship, og guldmedaljen ved OL i 2004.