Bob Gainey war auch für die Kanadische Eishockeynationalmannschaft aktiv. So bestritt er die Eishockey-Weltmeisterschaften 1982 und 1983 sowie den Canada Cup in den Jahren 1976 und 1981. Schließlich spielte er mit den NHL-All-Stars im Challenge Cup 1979 gegen die Sowjetische Eishockeynationalmannschaft.