Jota je svoj prvi i posljednji pogodak u dresu reprezentacije zabio protiv Hrvatske

Osim što je briljirao u dresu Liverpoola, Diogo Jota igrao je sjajno i u dresu portugalske reprezentacije. U nacionalnom dresu upisao je 49 nastupa i postigao 14 golova.

14. studenog 2019. godine upisao je debitantski nastup u pobjedi protiv Litve 6:0, ušao je u igru u 84. minuti umjesto Cristiana Ronalda.

Prvi pogodak za reprezentaciju postigao je 5. rujna 2020. godine u Ligi nacija protiv Hrvatske na Dragau. Portugal je slavio s 4:1, a Jota je zabio u 58. minuti za 2:0 Portugalaca.

Nešto manje od četiri godine kasnije stigao je njegov 14. ujedno i posljednji pogodak u dresu Portugala. Ponovno protiv Hrvatske, ovaj put u prijateljskom dvoboju u Oeirasu koji je otišao na stranu Hrvatske 2:1.

Na velikim natjecanjima Jota je zabio jedan pogodak i to 2021. godine na Europskom prvenstvu u 4:2 porazu od Njemačke.