Con su selección se convirtió en el referente del ataque de los daneses y es que luego del legado que dejó Michael Laudrup, Tomasson tomó la alternativa y llevó a su país a disputar dos copas importantes: Copa Mundial de Fútbol de 2002 convirtiendo 4 goles en 4 partidos y también participó en la Eurocopa 2004, en la cual convirtió 3 goles en 4 partidos.