Dopo aver giocato per tuttele laselezioni compaginigiovanili minorilifrancesi ([[Nazionale Under-18 di calcio della Francia|Under-18]], [[Nazionale Under-20 di calcio della Francia|Under-20]] e [[Nazionale Under-21 di calcio della Francia|Under-21]]), pur avendo la possibilità di giocare per il [[Nazionale di calcio del Portogallo|Portogallo]], nazione del nonno paterno, debutta con la [[Nazionale di calcio della Francia|nazionale maggiore]] di [[Laurent Blanc]] il 3 settembre [[2010]] nella partita persa per 0-1 con la [[Nazionale di calcio della Bielorussia|Bielorussia]] a [[Parigi]], valida per le [[Qualificazioni al campionato europeo di calcio 2012|qualificazioni a Euro 2012]]. Segna il suo primo gol con i ''Bleus'' il 6 giugno [[2011]] nell'amichevole vinta 4-1 contro l'[[Nazionale di calcio dell'Ucraina|Ucraina]]<ref>{{cita web|url=http://www.fff.fr/equipes-de-france/tous-les-joueurs/fiche-joueur/2498310217-kevin-gameiro|titolo=Kevin Gameiro|accesso=1º maggio 2014|lingua=fr|editore=fff.fr}}</ref>. Il 7 ottobre [[2016]] dopo quasi cinque anni torna haa giocare in nazionale, dove realizza una doppietta contro la [[Nazionale di calcio della Bulgaria|Bulgaria]] in una partita valida per le [[Qualificazioni al campionato europeo di calcio 20122018|qualificazioni al mondiale 2018]].
