Braithwaite wäre auch für die guyanische A-Nationalmannschaft spielberechtigt gewesen. Er lehnte allerdings eine entsprechende Offerte im Juli 2012 ab. Am 5. Juni 2013 debütierte er in der dänischen A-Nationalmannschaft beim 2:1-Sieg in einem Testspiel in Aalborg gegen Georgien; er wurde nach 61 Minuten für Nicklas Pedersen ausgewechselt. Er kam in sechs Qualifikationsspielen für die EM 2016 zum Einsatz, das dänische Team verpasste die Qualifikation. Zur Fußball-Europameisterschaft 2021 wurde er in den dänischen Kader berufen.