Birsa fikk sin debut for Slovenias U21-landslag i 2004, hvor han fikk totalt åtte kamper og scoret fem mål. Han fikk sin debut for i 2005 i en alder av 18 år og scoret sitt første mål i en VM-kvalifiseringskamp mot den 9. september 2009. Han var for øvrig én av 23 spillere som ble tatt med i den slovenske troppen til VM i fotball 2010 av landslagstrener Matjaž Kek.