13. ágúst 1971, þegar Nagai var 19 ára gamall, spilaði hann í fyrsta leik fyrir landslið Japans gegn Íslandi. Hann lék einnig í undankeppni Ólympíuleikanna árið 1971. Þó að hann hafi ekki spilað fyrir Japan árið 1972, var hann valinn til Japan fyrir 1974 HM hæfi árið 1973. Hann lék líka í 1974
Á Asíuleikunum 1978. Árið 1980 var hann valinn til Japans í undankeppni fyrir Ólympíuleikana 1980 en Japan náði ekki að komast í undankeppni fyrir Ólympíuleikana 1980. Þessi keppni var hans síðasti leikur fyrir Japan. Hann lék 69 leiki og skoraði 9 mörk fyrir Japan til ársins 1980.