Daraufhin wurde Larkin bei der Weltmeisterschaft im selben Jahr erstmals in die Herren-Nationalmannschaft berufen und gewann mit dieser die Bronzemedaille. Als 18-Jähriger war er dabei der zweitjüngste Spieler seiner Mannschaft. Bei der folgenden WM 2016 war er ebenfalls Bestandteil des "Team USA", das den vierten Platz belegte, wobei Larkin gemeinsam mit Auston Matthews zum Topscorer (9) des Teams wurde. Bei der Weltmeisterschaft 2018 folgte eine weitere Bronzemedaille.