2023年7月20日，迈阿密国际正式签下迭戈·戈麦斯，双方签约至2026年，并有延长一年选项。8月20日，联盟杯决赛，迈阿密国际对阵纳什维尔，双方1-1进入点球大战，迭戈·戈麦斯在点球大战中命中，帮助迈阿密以点球大战10-9，总比分11-10战胜纳什维尔，夺队史首冠，直接晋级2024年中北美冠军杯16强。

2024年2月22日，美职联常规赛，迭戈·戈麦斯破门，帮助迈阿密国际在主场2-0战胜皇家盐湖城，取得联赛开门红。4月11日，美冠杯1/4决赛次回合，迭戈·戈麦斯破门，最终迈阿密国际1-3不敌蒙特雷，总比分2-5被淘汰。4月14日，美职联第8轮，迭戈·戈麦斯插上推射破门，帮助迈阿密国际在客场3-2战胜堪萨斯城竞技。7月18日，美职联第26轮，迭戈·戈麦斯破门，并助攻费德里科·雷东多破门，帮助迈阿密国际在主场3-1战胜多伦多FC。8月9日，联盟杯，第10分钟，戈麦斯抽射破门，最终迈阿密国际4-3击败多伦多晋级16强。8月14日，北美联赛杯1/8决赛，第62分钟，戈麦斯禁区左侧兜射破门，最终迈阿密国际2-3哥伦布机员，无缘晋级。8月27日消息，戈麦斯的经纪人雷纳托·比塔尔证实，戈麦斯将在2025年1月离开迈阿密国际，加盟布莱顿。