Później Nagatomo występował w drużynie U-22 walczącej o olimpijską kwalifikację.
W pierwszej reprezentacji Japonii zadebiutował 24 maja 2008 w meczu z Wybrzeżem Kości Słoniowej. Tego samego roku wystąpił na Igrzyskach Olimpijskich w Pekinie. Pierwszą bramkę dla Japonii zdobył 13 listopada 2008 w meczu z Syrią. Niedługo potem 31 maja 2009 zdobył drugiego gola w reprezentacji, a także zaliczył asystę. W spotkaniu z Ghaną, rozegranym 9 września 2009, asystował przy dwóch bramkach.
W maju 2010 został powołany do kadry narodowej na Mistrzostwa Świata 2010 w Południowej Afryce. W styczniu 2011 zdobył Puchar Azji, będąc jednym z liderów drużyny. To po jego dośrodkowaniu padła zwycięska bramka.
Styl gry Yuto Nagatomo to dynamiczny lewy obrońca. Andrea Stramaccioni wystawiał go także jako bocznego pomocnika w ustawieniu 3-4-3. Charakteryzuje go świetna szybkość, dynamika i kontrola nad piłką, co pomaga mu wygrywać liczne pojedynki. Posiada duże umiejętności w grze ofensywnej. Potrafi celnie dośrodkowywać z obu nóg. Inspiruje się grą Vincenta Candeli.
Życie prywatne Dziadek Yūto, Tatsuo Yoshida oraz jego brat Minoru byli słynnymi kolarzami keirinowymi. Nagatomo jako jeden z niewielu piłkarzy Serie A posiada wyższe wykształcenie„Piłkanożna” 10/2013, s. 31..