Суарес вызывался в состав молодёжной сборной Уругвая на ЧМ-2007 (до 20 лет). 8 февраля 2007 года дебютировал за первую сборную страны в матче против Колумбии (3:1). В 2010 году сыграл важную роль для "«ла селесты»", занявшей 4-е место на чемпионате мира, когда забил 3 гола на турнире, а также отразил руками мяч, летевший на последних минутах дополнительного времени в пустые ворота. За это он был удалён с поля в 1/4 финала против сборной Ганы. В 2011 году победил со сборной Уругвая на Кубке Америки, в рекордный для сборной 15-й раз. На турнире Суарес забил 4 гола и был признан лучшим игроком розыгрыша. 23 июня 2013 года, оформив дубль в ворота сборной Таити, Суарес вышел на первое место среди лучших бомбардиров в истории сборной Уругвая.