Thomas vertrat sein Heimatland bei der World U-17 Hockey Challenge 2009 und der U18-Junioren-Weltmeisterschaft 2010. Dabei gewann er bei der World U-17 Hockey Challenge die Goldmedaille mit der Auswahl "Canada Ontario". Bei der U18-Junioren-Weltmeisterschaft im folgenden Jahr kamen die Kanadier nicht über den siebten Rang hinaus. Nachdem er mit der A-Nationalmannschaft 2017 den Spengler Cup gewonnen hatte, gehörte er auch zum olympischen Aufgebot Kanadas, das – ohne auf NHL-Spieler zurückzugreifen – bei den Winterspielen 2018 die Bronzemedaille gewann.