Pukki có trận đấu ra mắt đội tuyển quốc gia Phần Lan vào ngày 4 tháng 2 năm 2009 khi HLV Stuart Baxter tung anh vào sân từ ghế dự bị trong trận giao hữu gặp Nhật Bản tại Tokyo.[15][16] Anh có bàn thắng thứ 5 cho ĐTQG vào ngày 22 tháng 3 năm 2013, khi ghi bàn thắng gỡ hoà vào lưới đương kim vô địch châu Âu Tây Ban Nha tại vòng loại World Cup.[17]

Tại UEFA Nations League 2018–19, trong 3 trận đấu đầu tiên tại League C, Pukki đều là người ghi bàn duy nhất góp công giúp Phần Lan giành quyền thăng hạng lên League B.[18]

Pukki đã ghi 10 bàn sau 10 trận ở vòng loại UEFA Euro 2020, giúp Phần Lan giành quyền tham dự giải đấu quốc tế đầu tiên trong lịch sử.[19]