Gustafsson debutoval v národním týmu v roce 2015 a deset let v něm patřil mezi klíčové postavy. Zúčastnil se pěti světových šampionátů v řadě, a získal tak dvě zlaté a tři stříbrné medaile. Poslední starty za národní tým zapsal v roce 2024, pak už se v nominacích Švédska neobjevoval.
V národním týmu Tobias Gustafsson odehrál 96 zápasů a zaznamenal 81 bodů (43+38). Plnil také roli kapitána. "Je to skvělý člověk na hřišti i mimo něj. Vzor, jaký jen málokdo může napodobit," uvedl pro Innebandymagazinet bývalý kouč švédského nároďáku Niklas Nordén.
