O 12 de novembro de 2020, nun play-off de clasificación para a Eurocopa 2020 contra Escocia que rematou en empate por 1 a 1 despois da prórroga, Mitrović colleu o quinto penalti de Serbia e fallouno, xa que o tiro de penaltis rematou 5 a 4 a favor de Escocia, negando así á súa selección nacional a cualificación para o torneo.
- Non. O 27 de marzo de 2021, marcou o primeiro gol de Serbia nun empate de 2 a 2 con Portugal, superando así o récord anterior de 38 goles de Stjepan Bobek, e converténdose no maior goleador da historia do equipo nacional.