Dylan Larkin vertrat die Vereinigten Staaten erstmals bei der World U-17 Hockey Challenge 2013. Im folgenden Jahr verhalf er der Nationalauswahl als Assistenzkapitän bei der U18-Junioren-Weltmeisterschaft zum Gewinn der Goldmedaille. Bei der U20-Junioren-Weltmeisterschaft 2015 schied er mit seiner Mannschaft bereits im Viertelfinale aus, wurde mit fünf Toren aus sieben Spielen aber dennoch erfolgreichster Torschütze des Turniers.