Gyökeres debuterte for Sverige U-19 i 2015 og spilte på ulike aldersbestemte landslag frem til Sverige U-21 i 2020. Han var med i Sveriges tropp under U19-EM i fotball for menn 2017, hvor han endte opp med å bli delt toppskårer i turneringen sammen med Englands Ben Brereton og Ryan Sessegnon, samt nederlandske Joël Piroe. Gyökeres fikk sin a-landslagsdebut for i en vennskapskamp hjemme mot den 8. januar 2019 (0–1). Hans første landslagsmål kom i en vennskapskamp mot den 11. januar 2019 (2–2).