Kariera reprezentacyjna W seniorskiej reprezentacji Portugalii zadebiutował 16 stycznia 1991 w zremisowanym 1:1 towarzyskim meczu z Hiszpanią. Dla drużyny narodowej rozegrał 51 oficjalnych spotkań międzypaństwowych, a ostatnim z nich był wygrany 2:0 pojedynek z Chinami w 2002. Jako reprezentant kraju uczestniczył w Euro 1996 oraz Euro 2000, był także w składzie reprezentacji na Mistrzostwa Świata 2002, lecz nie wystąpił tam w żadnym spotkaniu.
Karierę piłkarską zakończył przedwcześnie, w wieku 31 lat, z powodu wielu poważnych kontuzji, z którymi zmagał się na przestrzeni lat.
Trener Po zakończeniu kariery piłkarskiej Sousa przez pół roku był asystentem selekcjonera reprezentacji Portugalii, Carlosa Queiroza. W latach 2008–2010 prowadził drużyny angielskiej Championship Queens Park Rangers, Swansea City i Leicester. W latach 2011–2013 był szkoleniowcem węgierskiego Videoton FC, następnie Maccabi Tel Awiw i FC Basel, z którymi sięgnął po mistrzostwa kraju. W latach 2015–2017 prowadził włoską ACF Fiorentinę. W następnych latach Sousa trenował chiński Tianjin Tianhai oraz francuski Girondins Bordeaux.