Esordisce il 27 maggio 2008 in un'amichevole contro l'Ecuador, entrando nella ripresa a posto di Djibril Cissé e siglando una doppietta in 26 minuti (60' e 86') che dà alla nazionale transalpina la vittoria per 2-0. Gomis è l'unico giocatore francese insieme a Zinédine Zidane ad aver segnato una doppietta al suo esordio in nazionale. Viene confermato nella definitiva lista dei convocati per Euro 2008 da parte del ct Raymond Domenech.