Jako członek brazylijskiej reprezentacji, Romário zdobył srebrny medal olimpijski w Seulu w 1988 roku, kończąc jako najlepszy strzelca z siedmioma golami w sześciu meczach. Osiągnął status bohatera narodowego w 1989 Copa América
Zaliczył jedyny gol w finale przeciwko Urugwaju, kończąc długą brytyjską suszę trofeów przed własnymi fanami na Maracanã. Brał udział w reprezentacji Brazylii w Mistrzostwach Świata 1990 i 1994. Zdobył 71 bramek w 85 meczach międzynarodowych (w tym w drużynie seniorów i drużynie olimpijskiej), będąc czwartym najlepszym strzelcem w historii drużyny brazylijskiej.