Nel 1990 viene nominato vice di Richard Møller Nielsen per la Nazionale danese, e fece parte della spedizione che vinse l'Europeo 1992. Dopo quella vittoria fu promosso ad allenatore della Nazionale Under-21. Tenne il posto fino al 1999, per essere poi nominato CT della Nazionale di Singapore: quando Vincent Subramaniam fu licenziato nel 2001, Poulsen entrò a rimpiazzarlo. I risultati comunque non migliorarono e anche Poulsen fu allontanato nel 2002; tornò quindi in Danimarca per allenare squadre minori.