Für Schweden nahm Ekman Larsson an der U18-Junioren-Weltmeisterschaft 2009 teil, bei der er mit seiner Mannschaft den fünften Platz belegte. Zudem vertrat er sein Heimatland bei der U20-Junioren-Weltmeisterschaft 2010. Mit der schwedischen Auswahl nahm Larsson auch an den Seniorenweltmeisterschaften 2010 und 2011 teil. Bei den Olympischen Spielen 2014 gewann er mit der schwedischen Nationalmannschaft die Silbermedaille. Bei der WM 2015 belegte die Mannschaft zwar nur den fünften Rang, jedoch wurde Ekman Larsson bester Vorlagengeber (10) und daraufhin ins All-Star-Team berufen. Des Weiteren vertrat er sein Heimatland beim World Cup of Hockey 2016 und erreichte dort mit dem Team den dritten Platz, bevor er mit den "Tre Kronor" bei der Weltmeisterschaft 2017 die Goldmedaille gewann. Gleiches gelang dem Team im Folgejahr, wobei Ekman Larsson ins All-Star-Team des Turniers berufen wurde.