Donoso debutó con la Selección nacional de fútbol de Chile el 23 de marzo de 1963 con una derrota contra Uruguay 2-3 por la copa Juan Pinto Durán en Montevideo, en el que participó un recién nacionalizado Ernesto Álvarez, Donoso participó en diecinueve partidos por la selección chilena, también fue parte del plantel chileno que fue al mundial de 1966 en Inglaterra, pero no jugo ningún partido en aquella competencia, su última participación con la “Roja” fue el 15 de junio de 1966 frente al AC Milan obteniendo la victoria por 2 a 1.