Ο Τομάσεβιτς ήταν πρώτο μέλος της εθνικής ομάδας Γιουγκοσλαβίας και Σερβίας των ανδρών, με την οποία κέρδισε 3 χρυσά μετάλλια στο EuroBasket 1995, το EuroBasket 1997 και το EuroBasket 2001 καθώς και το χάλκινο μετάλλιο στο EuroBasket 1999. Επίσης κέρδισε 2 χρυσά μετάλλια στο Παγκόσμιο Κύπελλο της FIBA, κατακτώντας το χρυσό στο Παγκόσμιο Πρωτάθλημα της FIBA το 1998 και στο Παγκόσμιο Πρωτάθλημα της FIBA το 2002. Επίσης κέρδισε ένα ασημένιο μετάλλιο στους Θερινούς Ολυμπιακούς Αγώνες του 1996 και αγωνίστηκε επίσης στους Θερινούς Ολυμπιακούς Αγώνες του 2000 στο Σίδνεϊ και στους Θερινούς Ολυμπιακούς Αγώνες του 2004 στην Αθήνα. Τελευταία του διοργάνωση με τον εθνόσημο ήταν το Ευρωμπάκσετ 2005 που πραγματοποιήθηκε στην πατρίδα του, Σερβία.