Han har også repræsenteret Sverige på forskellige ungdomsniveauer, og hans spillestil er blevet sammenlignet med tidligere svenske Arsenal-spillere som Freddie Ljungberg og Sebastian Larsson. I januar 2015 modtog Olsson sin første opkald til den senior svenske trup til venskabskampe mod Elfenbenskysten og Finland. Men i sin første træning med holdet brækkede han benet. I maj 2017 blev Olsson indkaldt til Sveriges landshold til VM i 2017.
UEFA's U21-mesterskab afholdes i Polen.