Avustralya formasıyla ilk maçına 28 Şubat 2001'de, Kolombiya ile oynanan hazırlık karşılaşmasında çıktı. Sonrasında, teknik direktör Frank Farina tarafından Nisan 2001'de başlayan 2002 Dünya Kupası elemeleri kadrosuna çağrıldı. 9 Nisan 2001'deki Tonga maçında sonradan oyuna girdi ve millî formayla ilk golünü attı. Maç ise 22-0'lık Avustralya galibiyetiyle sonuçlanırken bu maçta alınan skor, bir uluslararası futbol maçında alınan en farklı galibiyet olarak tarihe geçti. İki gün sonraki Amerikan Samoası maçına ilk 11'de başlayan Thompson, 31-0 kazanılan maçta 13 gol kaydetti. Böylece Avustralya iki gün arayla kendi rekorunu kırarken; Thompson da uluslararası bir maçta en çok gol kaydeden oyuncu olarak tarihteki yerini aldı.