Am 26. März 2019 debütierte Alexis Vega beim 4:2-Sieg in einem Freundschaftsspiel gegen Paraguay für die mexikanische A-Nationalmannschaft, als er in der 78. Spielminute für Chicharito eingewechselt wurde. Vega nahm mit Mexiko auch am CONCACAF Gold Cup 2019 teil, bei welchem er in zwei Gruppenspielen zu Kurzeinsätzen kam. Beim 7:0-Sieg im ersten Gruppenspiel gegen Kuba erzielte er bereits zwei Minuten nach seine Einwechslung in der 72. Spielminute sein erstes Länderspieltor. Das mit 1:0 gewonnene Endspiel gegen die USA verfolgte Vega von der Bank aus.