Theo thống kê từ trang web dữ liệu Opta, kể từ khi anh ra mắt đội tuyển quốc gia cho Colombia vào tháng 9 năm 2018, Luis Diaz đã ghi được 19 bàn thắng cho Colombia, bỏ xa đội tuyển.
Vào ngày 12 tháng 9 năm 2018, trong một trận giao hữu với Argentina, Diaz đã vào sân thay người để ra mắt đội tuyển quốc gia. Kể từ đó, anh đã ghi được 19 bàn thắng cho đội tuyển quốc gia, xếp thứ nhất trong đội, với James Rodriguez với 8 bàn thắng và Miguel Borja với 7 bàn thắng ở vị trí thứ hai và thứ ba.
Trong trận đấu với Argentina, Diaz đã hoàn thành một màn trình diễn cá nhân tuyệt vời, giúp Colombia ghi bàn đầu tiên.