Az Inter 2010. december 27-én 12,5 millió euróért megvásárolta Ranocchia fennmaradó 50%-os regisztrációs jogát Genovából, összesen 19 millió euró értékben értékelve, amit később a Genova elnöke, Enrico Preziosi megerősített, aki örömét fejezte ki az Interrel folytatott üzleti kapcsolatban. Az Inter elnöke, Massimo Moratti, a Sky Italia-hoz való átadásról beszélt és azt mondta: "Végre egy olasz. Már korábban is szemmel tartottuk. A projektünk az, hogy a fiatal játékosokkal haladjunk előre". 2011. január 9-én Ranocchia debütált az Internél, amikor 2:1-re győztek a Catania ellen a Serie A-ban. A Bajnokok Ligájában debütált a Bayern München ellen a 16-osok első fordulójának első meccsében; az Inter végül a negyeddöntőbe jutott, ahol a végső félfinálisták, a Schalke 04 eliminálták őket. Ranocchia befejezte első szezonját az Internél azáltal, hogy második lett a Serie A-ban, és megnyerte a 2010/11-es Coppa Italia-t is; a következő szezonban azonban az Inter elvesztette a Serie A bajnokait.
és a városközi riválisa a Milan a 2011-es Supercoppa Italiana döntőben.