Vargas hefur spilað 100 leiki fyrir Chile og skorað 40 mörk. Hann var hluti af liði þeirra á 2014 FIFA World Cup, 2017 FIFA Confederations Cup, og Copa América í 2015,
2016, 2019 og 2021. Hann endaði sem markahæsti leikmaður í titil-vinnandi 2015 og 2016 Copa América herferðum Chile.