Mitchell war Kapitänin der schottischen U-17- und U-19-Nationalmannschaft. 2010 qualifizierte sie sich mit der U-19-Nationalmannschaft für die Europameisterschaft in Mazedonien, wo die Mannschaft jedoch bereits in der Vorrunde scheiterte. Am 18. Mai 2011 gab sie im Alter von 18 Jahren im Freundschaftsspiel gegen Frankreich ihr Debüt für die schottische Nationalmannschaft und erzielte am 4. August 2012 gegen Island ihr erstes Länderspieltor. In der Qualifikation zur Europameisterschaft 2013 erreichte sie mit ihrer Mannschaft die Ausscheidungsspiele um die Teilnahme an der Endrunde, scheiterte dort jedoch knapp an Spanien.