Sanches từng là thành viên đội tuyển U-17 Bồ Đào Nha lọt vào đến bán kết Giải vô địch U-17 Châu Âu 2014 và thua U-17 Anh là đội vô địch sau đó.

Ngày 18 tháng 3 năm 2016, anh được huấn luyện viên Fernando Santos triệu tập vào đội tuyển Bồ Đào Nha tham gia hai trận giao hữu với Bulgaria và Bỉ.[31] Anh có trận ra mắt đội tuyển Bồ Đào Nha vào ngày 25 tháng 3 năm 2015 khi vào sân từ ghế dự bị thay cho William Carvalho trong trận thua Bulgaria 1-0.[32]

Euro 2016

Tháng 5 năm 2016, Sanches được triệu tập tham dự Euro 2016 tại Pháp, giúp anh trở thành cầu thủ trẻ nhất lịch sử được đội tuyển Bồ Đào Nha triệu tập cho một giải đấu lớn, kỷ lục được Cristiano Ronaldo nắm giữ trong 12 năm. Ngày 14 tháng 6, trong trận đấu mở màn của Bồ Đào Nha tại giải đấu với Iceland, anh được vào sân thay cho João Moutinho ở phút thứ 71.[33] Anh tiếp tục được vào sân từ ghế dự bị trong trận đấu cuối cùng của vòng bảng hòa Hungary 3-3.[34]

Trong trận đấu vòng 1/16 với Croatia, Sanches vào sân từ băng ghế dự bị giúp Bồ Đào Nha tạo được thế trận tốt hơn nhờ sự cơ động và thể lực của mình. Anh cũng góp công lớn nhất trong tình huống phản công dẫn đến bàn thắng duy nhất của trận đấu của Ricardo Quaresma. UEFA sau đó đã chọn anh là Cầu thủ xuất sắc nhất trận đấu.[35][36]

Ngày 30 tháng 6, Sanches có mặt trong đội hình xuất phát trận tứ kết với Ba Lan, và là cầu thủ Bồ Đào Nha trẻ nhất lịch sử đá chính tại một trận đấu ở giải đấu lớn.[37] Ở phút thứ 33 của trận đấu, anh đã có cú sút xa gỡ hòa 1-1 cho Bồ Đào Nha. Bàn thắng này đưa anh trở thành cầu thủ trẻ nhất ghi bàn ở một vòng đấu loại trực tiếp trong lịch sử các kỳ Euro.[37][38][39] Anh cũng đứng thứ ba trong danh sách những cầu thủ trẻ ghi bàn ở các vòng chung kết Euro, sau Johan Vonlanthen của Thụy Sĩ và Wayne Rooney của Anh.[40] Trong loạt sút luân lưu, Sanches thực hiện thành công lượt sút, giúp Bồ Đào Nha giành chiến thắng 5-3 và giành quyền vào bán kết Euro 2016. Anh lần thứ hai liên tiếp được UEFA bình chọn là Cầu thủ xuất sắc nhất trận.[39]

Với việc ra sân trong trận chung kết Euro 2016, Sanches cũng trở thành cầu thủ trẻ tuổi nhất góp mặt trong một trận chung kết EURO (kỷ lục cũ thuộc về Cristiano Ronaldo), góp công giúp đội tuyển Bồ Đào Nha giành chức vô địch Euro lần đầu tiên trong lịch sử.[41][42] Anh được UEFA chọn là Cầu thủ trẻ xuất sắc nhất giải sau khi giải đấu kết thúc.[43][44]

Sanches không được triệu tập tham dự Cúp Liên đoàn các châu lục 2017 tại Nga và anh cùng đội tuyển U-21 Bồ Đào Nha tham dự Giải vô địch bóng đá U-21 châu Âu 2017[45], giải đấu mà U-21 Bồ Đào Nha bị loại ngay từ vòng bảng.