V květnu 2021 byl Vlašić povolán Zlatkem Dalićem na závěrečný turnaj EURO 2020. Dne 22. června byl označen za nejlepšího hráče utkání při vítězství 3:1 nad Skotskem, poté co otevřel skóre zápasu, díky kterému Chorvatsko postoupilo do osmifinále.