Harijs Vītoliņš spielte 1988 für die Sowjetische Eishockeynationalmannschaft bei der Junioren-Weltmeisterschaft in Moskau, wo die U20-Auswahl den Vizeweltmeistertitel errang. Nach 1991 nahm er an insgesamt acht Weltmeisterschaften für die Lettische Eishockeynationalmannschaft teil, wobei er maßgeblichen Anteil am Aufstieg Lettlands in die B- bzw. A-Gruppe des IIHF hatte und 1999 zum Mannschaftskapitän bestimmt wurde.