Balmelli war auch Mitglied der uruguayischen A-Nationalmannschaft, für die er mindestens zwei Länderspiele absolvierte. Unter anderem stand er in der Begegnung am 16. Oktober 1917 gegen die brasilianische Auswahl auf dem Platz. Er nahm mit der Nationalelf an der Südamerikameisterschaft 1917 teil. Dort gewann er mit Uruguay den Titel. Im Verlaufe des Turniers wurde er jedoch nicht eingesetzt.