May gab sein Nationalmannschaftsdebüt im Juni 2013 gegen Argentinien. Seinen ersten Versuch erzielte er im November 2014 gegen Neuseeland. 2015 wurde er für die Weltmeisterschaft nominiert, wo er in drei Vorrundenspielen zum Einsatz kam und dabei einen Versuch erzielte. 2017 gewann er mit England die Six Nations. 2019 wurde England Zweiter, May erzielte sechs Versuche und war damit Topscorer des Turniers. Im selben Jahr wurde er für seine zweite WM nominiert.