Holmström atstovavo Švedijai 2013 m. Ivan Hlinka atminimo turnyre, kur jis užregistravo vieną asistą keturiose rungtynėse. Vėliau atstovavo Švedijai 2014 m. IIHF pasaulio U18 čempionate.
, kur jis buvo antras geriausias turnyro metu, užfiksavęs tris tikslus ir aštuonis pastabus per septynias rungtynes. Holmströmas atstovavo Švedijai 2015 m. Pasaulio jaunimo ledo hokejo čempionate, kur jis užfiksavo vieną tikslą ir šešis įtaisus per septynias rungtynes. Holmströmas vėl atstovavo Švedijai 2016 m. Pasaulio jaunimo ledo hokejo čempionate, kur jis užfiksavo vieną tikslą ir penkis įtaisus per septynias rungtynes.