Como miembro del equipo nacional brasileño, Romário ganó la medalla de plata olímpica en Seúl en 1988, terminando como el máximo goleador con siete goles en seis partidos. Alcanzó el estatus de héroe nacional en la Copa América de 1989
cuando marcó el único gol en la final contra Uruguay para terminar la larga sequía de trofeos de Brasil frente a sus propios fanáticos en el Maracanã. Fue parte de la selección brasileña en los Mundiales de 1990 y 1994. Anotó 71 goles en 85 partidos internacionales (incluyendo equipos sénior y olímpicos), siendo el cuarto máximo goleador en la historia del equipo brasileño.