Gilmour foi convocado pela seleção da Escócia para a Euro 2020 por Steve Clarke . Ele fez sua estreia na seleção principal no dia 2 de junho de 2021, saindo do banco de reservas aos 81 minutos em um amistoso contra a Holanda . Gilmour estreou pela Escócia em um empate sem gols contra a Inglaterra em 18 de junho, e foi eleito o melhor em campo pela UEFA.  Ele testou positivo para COVID-19, o que resultou na sua ausência no o último jogo da fase de grupos contra a Croácia.