Mit der kanadischen U20-Nationalmannschaft gewann Perry bei der Weltmeisterschaft 2005 die Goldmedaille. Zusammen mit Sidney Crosby und Patrice Bergeron gehörte er während des gesamten Turniers der ersten Sturmreihe der Kanadier an. Im Jahr 2010 gewann er bei den Olympischen Winterspielen in Vancouver die Goldmedaille. Im Finale setzten sich die Kanadier mit 3:2 nach Verlängerung gegen die Vereinigten Staaten durch. Auch 2014 wurde er mit der kanadischen Nationalmannschaft Olympiasieger.