Gren có trận đấu ra mắt trong màu áo của đội tuyển bóng đá quốc gia Thụy Điển vào ngày 29 tháng 8 năm 1940 trong chiến thắng 3-2 trước Phần Lan. Trong thập niên 40, ông đã thi đấu 40 trận cho đội tuyển quốc gia và trận đấu cuối cùng năm 1949 là trận đấu mà Thụy Điển giành chiến thắng 3-1 trước Ireland ở Vòng loại World Cup 1950 và 2-2 trong trận giao hữu với Hungary. Trong thời kỳ này, Gren là một phần của đội tuyển giành huy chương vàng trong Thế vận hội Mùa hè 1948 ở Luân Đôn, ghi hai bàn thắng trong trận chung kết với Nam Tư tại Wembley.[1]

Là một người đã không còn thi đấu tại giải đấu hàng đầu Thụy Điển, Gren không được gọi vào đội tuyển quốc gia. Tuy nhiên, khi World Cup năm 1958 được tổ chức ngay trên sân nhà, đội tuyển Thụy Điển có vẻ như quá yếu trong giải đấu này, Hiệp hội Bóng đá Thụy Điển đã thay đổi quy định, và Gren, một người đã kết thúc sự nghiệp thi đấu chuyên nghiệp và hiện giờ chỉ còn thi đấu tại Giải Hạng Hai Bóng đá Thụy Điển lại đủ điều kiện. Gren đã trở thành cầu thủ lớn tuổi nhất tại World Cup khi đã 37 tuổi và đã đóng vai trò quan trọng trong việc đội tuyển bóng đá quốc gia Thụy Điển giành Á quân. Ông đã chơi 5 trận tại World Cup 1958 và ghi 1 bàn thắng, đó là bàn thắng trong trận thắng 2-1 trước Tây Đức ở bán kết. Ông đã được đề cử vào đội hình tiêu biểu tại World Cup 1958.

Trận đấu quốc tế cuối cùng Gren thi đấu là vào ngày 26 tháng 10 năm 1958 trong trận đấu hòa 4-4 với đội tuyển Đan Mạch. Vào thời điểm đó, ông đã 37 năm 360 ngày tuổi. Trong toàn bộ sự nghiệp, ông đã có 57 lần ra sân trong màu áo đội tuyển quốc gia, ghi 32 bàn.