Romero mewakili pasukan kebangsaan Argentina di Kejohanan Remaja Amerika Selatan 2007 di Paraguay dan Piala Dunia B-20 FUFA 2007 di Kanada. Beliau juga sebahagian daripada kontinjen Argentina yang bertanding di acara bola sepak Sukan Olimpik 2008.

Romero dipanggil untuk ke skuad senior oleh jurulatih Diego Maradona dan membuat debut pada 9 September 2009 pada perlawanan kelayakan Piala Dunia 2010 menentang Paraguay, Argentina menang 1-0. Beliau kemudian bermain menentang Uruguay di Montevideo dan menyaksikan Argentina layak terus ke Piala Dunia FIFA 2010. Beliau bermain kesemua perlawan Argentina di Piala Dunia yang kemudian tersingkir di suku akhir.

Romero menjadi penjaga gol pertama Argentina di Piala Dunia 2014. Pada perlawanan separuh akhir, beliau menjadi Pemain Terbaik Perlawanan selepas menyelamatkan tendangan penalti oleh Ron Vlaar dan Wesley Sneijder ketika menewaskan Belanda, 4-2 melalui penentuan tendangan penalti. Selepas perlawanan itu, Argentina layak ke perlawanan akhir. Pada 11 Julai, Romero dinamakan pada senarai tiga pemain untuk anugerah Sarung Tangan Emas selepas aksi Romero yang berjaya membawa pasukannya ke perlawanan akhir selepas tewas kepada Jerman, 1-0 selepas masa tambahan.

Di Copa América 2015, Romero menyelamatkan tendangan penalti oleh Juan Camilo Zúñiga pada penentuan penalti di peringkat suku akhir menentang Colombia. Di separuh akhir, Romero bertindak cemerlang apabila beliau membantu Argentina ke perlawanan akhir selepas menbelasah Paraguay, 6-1. Namun pada perlawanan akhir, Argentina sekadar naib juara apabila tewas menerusi sepakan penalti 3-1 ditangan pasukan tuan rumah, Chile selepas terikat tanpa jaringan selama 120 minit.

Statistik