Sugasawa gab ihr Debüt in der japanischen A-Nationalmannschaft am 13. Januar 2010 gegen die Auswahl Dänemarks, kam jedoch zunächst auch noch in der U-20-Auswahl ihres Landes zum Einsatz, so zum Beispiel im Rahmen der U-20-Fußball-Weltmeisterschaft der Frauen 2010 in Deutschland. Bei der Asienmeisterschaft 2014 gewann sie mit ihrer Nationalmannschaft den Titel durch einen 1:0-Finalerfolg über Australien. An der Fußball-Weltmeisterschaft 2015 nahm Sugasawa ebenfalls teil und absolvierte alle Gruppenspiele Japans. Gegen Kamerun gelang ihr hierbei ihr erstes WM-Tor. In der Finalrunde wurde sie dann nur noch einmal, im Finale gegen die USA beim Stand von 1:4 in der 39. Minute für Mittelfeldspielerin Nahomi Kawasumi eingewechselt, konnte dem Spiel aber keine Wende mehr geben. Japan verlor dann mit 2:5 den WM-Titel.