Sotto la guida dell'allenatore Sepp Piontek, la Danimarca si qualificò alla fase finale del campionato d'Europa 1984 ai danni dell'Inghilterra, staccata di un punto nel girone di qualificazione. Simonsen segnò uno dei suoi più importanti goal in nazionale con il rigore che permise ai danesi di vincere 1-0 a Wembley. Simonsen si ruppe una gamba nella prima partita della fase finale del torneo, persa 1-0 contro la Francia. Nonostante la sua assenza la squadra arrivò alle semifinali. Partecipò poi alla fase finale, la prima raggiunta dalla nazionale danese, del campionato del mondo 1986. Nella manifestazione collezionò una sola presenza, subentrando nella ripresa nella partita finale della fase a gironi contro la Germania Ovest. Nel settembre del 1986 giocò la sua ultima partita in nazionale, di nuovo contro la Germania Ovest.