In nazionale disputò in totale 47 partite e segnò 26 gol. Fu presente al Campionato mondiale del 1990 e a quello del 1994, nonché al Campionato europeo del 1992, in cui realizzò 3 reti, lasciando la scena internazionale nel 1995. Nel 1994, con la Nazionale del suo paese, in cui aveva esordito nel 1990, disputò i Mondiali statunitensi e raggiunse la terza piazza battendo nella finale per il terzo e quarto posto la per 4-0. Da ricordare il gol del parziale 1-0 in Svezia-Romania (2-2), sfida valida per i quarti di finale del mondiale vinta ai calci di rigore: al 78', Stefan Schwarz finta di calciare una punizione e lascia la conclusione a Kennet Andersson che invece di tirare passa la sfera a Brolin, scattato da dietro la barriera, che batte il portiere avversario con un tiro da distanza ravvicinata, rivelando in seguito che ha imparato lo schema giocando al Parma.