En agosto del año 2013 fue confirmado como nuevo jugador del Atlético Nacional. Debutó el 10 de agosto de 2013 en un partido frente a Alianza Petrolera, donde el ‘verdolaga’ salió victorioso por 1-2. Bocanegra fue importante y un infaltable en el once titular de Juan Carlos Osorio, siendo titular en nuestro tricampeonato  (Copa Colombia 2013, Torneo Finalización 2013 y Torneo Apertura 2014).

En el año 2014 fue uno de los jugadores más destacados y también anotó goles importantes en torneos nacionales como internacionales . Antes de su primer llamado a la Selección Colombia hizo un doblete por la última fecha del Torneo Finalización 2014 frente a Patriotas, dando la victoria 2-0 a nuestro Club y la clasificación a los cuadrangulares semifinales.

El 27 de julio de 2016, se consagró campeón de la Copa Libertadores de América en un global de 2 a 1 frente a Independiente del Valle de Ecuador, logrando así su primer título internacional con Atlético Nacional