Ab 2011 spielte Gregoritsch für ein österreichisches Nachwuchs-Nationalteam. Die Qualifikation für die U21-Europameisterschaft 2013 sowie für die U21-EM-Endrunde 2015 wurde verpasst. Am 17. November 2015 erzielte er bei der 2:4-Niederlage im EM-Qualifikationsspiel in Fürth gegen Deutschland die beiden Tore des österreichischen U21-Nationalteams. Die österreichische U21 belegte hinter Deutschland den zweiten Tabellenplatz und qualifizierte sich für die Ausscheidungsspiele, in denen sie Spanien unterlag. Gregoritsch war in diesen Partien wegen seiner Abstellung für das A-Nationalteam nicht anwesend.