Di tim nasional Chile, dia memiliki 84 caps di timnas sejak 2007. Dia bermain di Piala Dunia 2010 dan 2014, Copa América 2011, 2015, Copa América Centenario, dan Piala Konfederasi 2017. Vidal membawa Chile menjuarai Copa América 2015 dan Copa América Centenario 2016.