Tuomainen pelasi alle 18-vuotiaiden MM-kilpailuissa vuonna 2004, jolloin hän oli Tuomas Gärdströmin ohella Suomen joukkueen ainoa Mestis-pelaaja. Suomen A-maajoukkueessa Tuomainen pelasi kaksi ottelua Euro Hockey Tour -tasolla. Hän pelasi ensimmäisen A-maaottelunsa 19. joulukuuta 2009 Moskovan Channel One Cupin toisessa ottelussa isäntäjoukkue Venäjää vastaan. Tuomainen sai ottelussa yhden kahden minuutin jäähyn koukkaamisesta.