Zamknął swój drugi sezon z Palermo z 35 występami i dwiema bramki w lidze, plus trzema występami w Coppa Italia.
Na sezon 2010-11, wybrał koszulkę z numerem 23, zostawiając 9 dla Abela Hernandeza. W Pucharze Włoch, który finał po rzutach karnych Palermo wygrało z Parmą, wystąpił w klubie po raz setny. W doskonałym sezonie wystąpił 49 razy we wszystkich rozgrywkach, będąc najczęściej używanym graczem w drużynie. Strzelił cztery gole, wszystkie w lidze.
W sezonie 2011-12, po rozegraniu dwóch meczów w trzeciej rundzie eliminacji Ligi Mistrzów w przeciwko szwajcarskiej FC Thun, opuścił Palermo, notując w sumie 122 występów i sześć bramek w czasie pobytu w klubie.
Milan 31 sierpnia 2011 w ostatni dzień włoskiego okienka transferowego, tylko godzinę przed zakończeniem okna transferowego, Nocerino dołączył do Milan na pięć lat, za 500.000 euro.
Kariera reprezentacyjna Nocerino był członkiem kadry reprezentacji Włoch do lat 21 na Mistrzostwach Europy, gdzie rozegrał wszystkie mecze, zawsze wychodząc w podstawowej jedenastce. W dorosłej drużynie narodowej zadebiutował 17 października 2007 w towarzyskim spotkaniu z Republiką Południowej Afryki.
Wraz z reprezentacją Włoch na Mistrzostwach Europy w 2012 zajął drugie miejsce.