Sen Debüt auf internationaler Ebene gab Parise bei der Weltmeisterschaft der U18-Junioren 2002 und gewann mit der US-amerikanischen Nationalmannschaft die Goldmedaille. 2004 stand er im Kader für die U20-Weltmeisterschaft und erzielte beim Turniergewinn seiner Mannschaft insgesamt fünf Tore sowie sechs Vorlagen, was ihm die Auszeichnungen als wertvollster Spieler des Wettbewerbs einbrachte. Bei der Weltmeisterschaft 2005 spielte der Angreifer erstmals für die A-Nationalmannschaft, schied jedoch mit dem Team bereits im Viertelfinale gegen Tschechien aus.