Mooy spielte 2008 und 2009 bei der australischen U-20-Nationalmannschaft. Seit 2011 spielt er in der U-23. 2012 debütierte er außerdem in der Australischen Fußballnationalmannschaft und konnte in bisher 26 Spielen auch fünf Tore erzielen. 2017 nahm Aaron Mooy mit der australischen Nationalmannschaft am Confederations Cup teil. Australien scheiterte dort in der Gruppenphase, wobei Mooy gegen die deutsche und die kamerunische Nationalmannschaft in der Startelf stand. Außerdem stand er im Kader für die Fußball-Weltmeisterschaft 2018 in Russland, bei der Australien in der Vorrunde nach zwei Niederlagen gegen Frankreich und Peru und einem Unentschieden gegen Dänemark noch in der Vorrunde ausschied. Mooy absolvierte alle drei Partien.