27 grudnia 2010 r. Mediolańczycy wykupili połowę jego karty w cenie 12,5 mln euro. 3 stycznia 2011 roku obrońca podpisał kontrakt z Interem do 30 czerwca 2015 roku. 9 stycznia 2011 r. zadebiutował w barwach Nerazzurrich w meczu z Catanią (2:1). 19 lutego 2011 r. jego pierwsza bramka dla Interu dała Mediolańczykom zwycięstwo 1:0 z Cagliari Calcio. 23 lutego 2011 zadebiutował w europejskich pucharach w meczu z Bayernem. 24 września został ukarany czerwoną kartką w spotkaniu z FC Bologna. 18 grudnia 2011 jego bramka dała zwycięstwo Nerazzurrim w meczu z Ceseną. Sezon 2011/12 dla Ranocchii, jak i dla całego Interu był nieudany. W lipcu, sierpniu i październiku 2012 r., a także w lutym 2013 r. został przesłuchany przez prokuraturę w sprawie ustawiania meczów przez Bari. 22 listopada 2012 r. w meczu z Rubinem był kapitanem Nerazzurrich. Bramka, jaką zdobył 15 grudnia w meczu z Bologną, dała Mediolańczykom awans do półfinału Pucharu Włoch. Początek sezonu 2012/13 miał obiecujący, potem jednak braki w koncentracji doprowadziły do licznych błędów, co spowodowało m.in., że został ogłoszony przez Goal.com najgorszym graczem Serie A. Z Interem wiąże go umowa do czerwca 2015 r. na mocy której rocznie otrzymuje 1,7 mln euro. Z dniem 10 lipca 2014 r. został nowym kapitanem Interu Mediolan.