W reprezentacji Anglii Thompson zadebiutował 24 marca 1976 roku w wygranym 2:1 towarzyskim meczu z Walią. W 1980 roku został powołany do kadry na Mistrzostwa Europy. Zagrał tam w pojedynkach z Belgią (1:1), Włochami (0:1) oraz Hiszpanią (2:1). Z tamtego turnieju Anglia odpadła po fazie grupowej.