Pilot zadebiutował w drużynie narodowej 11 listopada 1959 w meczu przeciwko Francji, przegranym 0:1. Uczestnik eliminacji do Mistrzostw Europy 1964, 1968, 1972 i 1976. Zagrał także eliminacjach do czterech turniejów finałowych Mistrzostw Świata. Po raz ostatni w reprezentacji zagrał 26 maja 1977 w meczu przeciwko Finlandii, przegranym 0:1. Łącznie w latach 1959–1977 Louis Pilot zagrał w 50 spotkaniach reprezentacji Luksemburga, w których strzelił 7 bramek.