Holmström edusti Ruotsia Ivan Hlinkan muisto-turnauksessa 2013, jossa hän teki yhden avun neljässä pelissä. Myöhemmin hän edusti Ruotsia vuoden 2014 IIHF-maailman U18-mestaruuskilpailussa.
, jossa hän oli turnauksen toiseksi eniten maalitauluja, tallentamalla kolme maalia ja kahdeksan apuohjelmaa seitsemässä pelissä. Holmström edusti Ruotsia vuoden 2015 juniorien jääkiekon maailmanmestaruussarjassa, jossa hän teki yhden maalin ja kuuden tuurin seitsemässä pelissä. Holmström edusti Ruotsia jälleen vuoden 2016 juniorien jääkiekon maailmanmestaruuskilpailussa, jossa hän teki yhden maalin ja viisi tuuria seitsemässä pelissä.