Kariera reprezentacyjna Pierwszym seniorskim turniejem międzynarodowym, w którym Guerrero zagrał w reprezentacji, było Copa América 2007. Peru doszło wtedy do ćwierćfinału, przegrywając w nim z Argentyną 0:4. Guerrero grał we wszystkich meczach zdobywając jedną bramkę, przeciwko Urugwajowi. Na Copa América 2011 Peru niespodziewanie zajęło 3. miejsce, pokonując inną sensację turnieju – Wenezuelę – 4:1. Paolo Guerrero strzelił w tym meczu 3 gole (hat-trick), zaś w całym turnieju zdobył w sumie 5 bramek, co uczyniło go królem strzelców tej edycji Copa América. W 2015 zagrał po raz trzeci na Copa América, gdzie Peru zajęło po raz drugi z rzędu trzecie miejsce. Guerrero tymczasem znów został najlepszym strzelcem turnieju zdobywając 4 bramki (3 gole w ćwierćfinale przeciwko Boliwii i 1 gol w meczu o trzecie miejsce z Paragwajem). Rok później podczas Copa América Centenario został najlepszym strzelcem w historii reprezentacji Peru, po tym jak zdobył zwycięską bramkę w meczu przeciwko Haiti. W 2018 roku po zawiłościach prawnych związanych z podejrzeniem o stosowanie dopingu zadebiutował na Mistrzostwach Świata.