In der portugiesischen Nationalmannschaft debütierte André Gomes in der Qualifikation zur Europameisterschaft 2020 am 24. Oktober 2018 beim 21:13-Sieg gegen Rumänien. Er gehört zur aufstrebenden portugiesischen Generation, die bei der Europameisterschaft 2020 mit dem 6. Platz das beste Ergebnis ihrer Historie feiern konnte. Bei der Weltmeisterschaft 2021 folgte ein zehnter Rang. Durch einen Sieg über Frankreich in der Schlusssekunde des Qualifikationsturniers qualifizierte sich Portugal zum ersten Mal für die Olympischen Spiele in Tokio, wo er mit den "roten Drachen" nicht an die zuvor gezeigten Leistungen anknüpfen konnte und in der Vorrunde ausschied. Er bestritt bisher 41 Länderspiele, in denen er 111 Tore erzielte.