于大宝在北京国安足球俱乐部。

2003年，于大宝进入中国国家少年足球队。

2004年3月，于大宝入选中国U17国青队。9月18日，于大宝跟随中国国少队获得亚少赛冠军。

2005年7月，中国国少队来到西班牙参加了堂吉珂德杯的邀请赛。在首场比赛中，于大宝独中两元，帮助国少队4-2战胜了尤文图斯少年队。最终，于大宝凭借四个进球当选了本次赛事的最佳射手。

2006年，于大宝跟随中国国青队征战了亚青赛。

2011年3月16日，中国足协发布了新一期国家队的22人征召名单，于大宝成功入选。

2012年2月22日，中国国家男足在长沙贺龙中心体育场与科威特队展开热身赛，在比赛第78分钟，于大宝接左路于海的传中球，在禁区中路不停球右脚直接垫射远角得手，最终帮助中国队2-0战胜科威特队。

2月29日，亚洲区20强小组赛最后一轮比赛中，中国队3-1击败约旦队，于大宝在终场前打入一球。

2013年3月22日，2015年澳大利亚亚洲杯预选赛小组赛C组第二轮，中国队主场迎战伊拉克队。于大宝在全场比赛第93分钟打入绝杀球，帮助中国队1-0战胜伊拉克队。 9月6日，中国队在天津奥林匹克体育场与新加坡队展开了一场热身赛，于大宝在比赛中打入两球，帮助中国队6-1大胜对手。7月8日,中国足协公布了参加东亚杯的23人名单,于大宝再次入选国家队。7月28日，在东亚杯中国队与澳大利亚队的比赛中，于大宝为中国队打入首球，最终帮助中国队4-3战胜澳大利亚。

2015年3月20日，由于舜天国脚孙可左腿肌肉拉伤，无法参加中国队的集训，于大宝被中国队主教练佩兰紧急召入国家队。3月27日，中国队与海地队进行了一场热身赛，当比赛进行到81分钟时，中国队还以1-2落后于海地队，于大宝替补登场。在于大宝仅仅上场15秒钟后，他就取得了进球，正是他的头球破门，帮助中国队最终2-2逼平了海地队。3月31日，中国队在南京与突尼斯队进行了一场热身赛，比赛第94分钟，替补出场的于大宝在任意球攻势中补射破门，帮助中国队1-1逼平对手。8月5日，2015东亚杯男子足球第二轮，东道主中国队2-0击败朝鲜，于大宝打进一球 。

2017年3月23日，在世预赛亚洲区12强赛A组第6轮的较量中，中国国家男足坐镇长沙主场迎战老对手韩国队。第13分钟和第28分钟，于大宝2次在对手门前制造险情，第34分钟，于大宝为国足打破僵局，帮助中国国家男足将1-0的比分守到终场。这是12强赛赛场，中国国家男足取得的首场胜利，将晋级的希望继续保留了下去。

2017年12月9日，东亚杯赛事面对老对手韩国队，于大宝打入一球，国足最终以2比2的比分取得了一场平局。东亚杯赛事期间于大宝担任国家队队长。

2019年1月5日，中国男足国家队公布参加2019年亚洲杯23人名单，于大宝入选。1月11日，亚洲杯C组第2轮的较量中，国足迎战菲律宾，第79分钟，于大宝攻入1球，帮助国足3:0战胜菲律宾。

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