Escriu una continuació per a aquest paràgraf - En els Jocs Olímpics d'estiu de 2012, Peillat va competir per a l'equip nacional. Gonzalo va guanyar la medalla de bronze a la Copa del Món de 2014
on va ser el màxim goleador del torneig amb 10 gols i la medalla d'or als Jocs Panamericans de 2015 a Toronto, Ontario, Canadà. El seu millor èxit va ser als Jocs Olímpics d'estiu de 2016 on va guanyar la medalla d'or per a l'Argentina. Va marcar 11 gols en el torneig i es va convertir en el màxim anotador. Després d'una disputa amb l'entrenador en cap argentí German Orozco el gener de 2019, Peillat va prendre un descans de l'equip nacional argentí.