Gamarra pelasi Paraguayn maajoukkueessa 110 kertaa ja teki 12 maalia vuosina 1993-2006. Hän edusti joukkuetta kymmenessä suuressa turnauksessa ja johti joukkuetta uransa loppupuolella. Hän on maajoukkueen toiseksi eniten pelattu pelaaja, ja hänen ennätyksensä rikkoi Paulo da Silva vuonna 2013. Gamarra esiintyi Paraguayn puolella kolmessa FIFA: n maailmanmestaruuskilpailussa (1998, 2002 ja 2006), viidessä Copa América -turnauksessa (1993, 1995, 1997, 1999 ja 2004).
), ja kahdesti kesäolympialaisissa (1992 ja 2004, jossa Paraguay voitti hopeamitalin jälkimmäisessä). Gamarra nimitettiin Paraguayn vuoden jalkapalloilijaksi vuosina 1997 ja 1998, ja hänet sisällytettiin myös vuoden 1998 FIFA World Cup -turnauksen joukkueeseen.