W reprezentacji Szwecji Rune Carlsson zadebiutował 28 września 1930 przegranym 0-3 towarzyskim meczu z Polską. W 1934 József Nagy, ówczesny selekcjoner reprezentacji Szwecji powołał Carlssona na mistrzostwa świata. Na turnieju we Włoszech wystąpił w obu meczach Szwecji z Argentyną i Niemcami, który był jego ostatnim meczem w reprezentacji. W latach 1930-1934 wystąpił w reprezentacji siedmiokrotnie.