羅梅羅代表阿根廷队在于巴拉圭举行的2007年南美青年足球锦标赛和于加拿大举行的2007年世界20岁以下青年足球锦标赛中出场，比赛中阿根廷队一路取胜最终夺冠，并替换受伤的奥斯卡·乌斯塔里在2008年夏季奥林匹克运动会足球比赛中出场。
在2010年南非世界盃足球賽的八強淘汰賽時，由於撲救失誤過多，導致阿根廷最終以0比4輸給德國。但羅梅羅一直都是阿根廷的先發門將。
在2014年巴西世界盃足球賽羅梅羅表現出色，準決賽對上荷蘭，經過120分鐘仍然戰平，於互射十二碼階段成功撲出兩個十二碼，最後阿根廷以4:2戰勝荷蘭，踢入世界杯決賽，羅梅羅並獲選為該場最佳球員。
雖然阿根廷世界盃決賽在第113分鐘被德國遞補上場的戈策破門最後0:1輸球，但羅梅羅仍創下長達496分鐘不失球紀錄成為世界盃史上第3長時間不丟球的守門員，後入選世界杯金手套奖前3名提名。
2015年美洲杯足球賽羅梅羅依然是阿根廷在先發守門員上的第一選擇，他憑著出色的發揮讓阿根廷成為在整屆賽事中失球數最少的球隊，只可惜最後還是在決賽互射12碼輸身為主辦國的智利，屈居亞軍。
2016百年美洲杯羅梅羅和上屆相同成為阿根廷的先發球員，而羅梅羅在這屆的總失球數較上屆更少，其中在8強賽事對上委內瑞拉時撲出了一球12碼，在決賽阿根廷遇上了上屆對手智利，踢完了120分鐘仍然0:0平手和上屆一樣進入互射12碼的階段，對手智利第一棒派出了比達爾主罰被羅梅羅神勇撲出，但是主將梅西第一棒竟然踢高，錯失了本來可以領先的優勢，最後阿根廷再次落敗，連續2年美洲杯都在決賽遭到同樣對手擊敗，而羅梅羅依然以僅失2球再次成為失球數最少的門將，但是因為阿根廷2度在決賽落敗也讓羅梅羅都未能拿下賽事最佳守門員。
2018年，罗梅罗因伤病加重，无缘俄罗斯世界杯[2]。