Diogo Jota mencatatkan debut internasional bersama timnas Portugal pada 14 November 2019.

Sejak saat itu, Jota terus menjadi andalan Portugal. Ia tampil dalam 49 pertandingan dengan catatan 14 gol.

Diogo Jota tercatat menjadi bagian keberhasilan Portugal juara UEFA Nations League 2019 dan 2024.