W latach 2008–2009 Koo rozegrał 16 spotkań i zdobył 5 bramek w reprezentacji Korei Południowej U-17. W 2008 roku zadebiutował w reprezentacji U-23 oraz w kadrze seniorskiej. W 2009 roku był uczestnikiem Mistrzostw Świata U-20, które Korea Południowa zakończyła na ćwierćfinale. 9 stycznia 2010 roku w przegranym 2:4 towarzyskim pojedynku z Zambią strzelił pierwszego gola w drużynie narodowej.