Itō từng thi đấu cho các đội trẻ của Nhật Bản, bao gồm đội U-23 trong Giải vô địch bóng đá U-23 châu Á 2018, đội U-19 trong Giải vô địch bóng đá U-19 châu Á 2018 và đội U-20 trong Giải vô địch bóng đá U-20 thế giới 2019.

Itō ra mắt đội tuyển quốc gia Nhật Bản trong trận chiến thắng giao hữu 4–1 trước Paraguay vào ngày 2 tháng 6 năm 2022.[11] Vào ngày 1 tháng 11, anh được chọn vào đội hình 26 người để tham dự Giải vô địch bóng đá thế giới 2022 tại Qatar.[12]

Anh ghi bàn thắng đầu tiên cho Nhật Bản trong trận gặp Peru vào ngày 20 tháng 6 năm 2023 tại Kirin Cup Soccer.[13] Vào ngày 1 tháng 1 năm 2024, anh được triệu tập để tham dự Cúp bóng đá châu Á 2023.[14]