Kariera reprezentacyjna Marcelo Salas w latach 1994–2007 rozegrał 70 meczów w reprezentacji Chile, w których strzelił 37 bramek. Debiut zaliczył dnia 18 maja 1994 roku w Santiago w zremisowanym 3:3 meczu towarzyskim z reprezentacją Argentyny, w którym strzelił swojego pierwszego gola w reprezentacji Chile. W międzyczasie dwukrotnie brał udział w Copa América: 1995 (faza grupowa), 1999 (4. miejsce) oraz był uczestnikiem mistrzostw świata 1998 we Francji (1/8 finału), podczas których w 4 meczach strzelił 4 bramki. Ostatni mecz w reprezentacji Chile rozegrał dnia 21 listopada 2007 roku w Santiago w przegranym 0:3 meczu eliminacyjnym mistrzostw świata 2010 z reprezentacją Paragwaju.
Po zakończeniu kariery Marcelo Salas dnia 2 czerwca 2009 roku na Estadio Nacional w Santiago w obecności 50,000 widzów rozegrał pożegnalny mecz, na który zaprosił kolegów z Club Universidad de Chile z lat 1993–1996, River Plate, Juventusu Turyn oraz reprezentacji Chile ze składu mistrzostw świata 1998. Salas zagrał w tym meczu w obu drużynach oraz strzelił hat tricka [data dostępu: 2009-10-06] .