《湄公河行动》自10月7日起在台湾地区公映，这也是近年来引进岛内的“上映时差最短”的大陆电影之一。香港《南华早报》称，这是林超贤的“大师级”作品，他将中国武装安全人员履行的一次爱国使命，转变为最有成就的动作片之一。香港《头条日报》称，拍内地主旋律电影的稳妥做法是将剧情简化，火力集中在场面上，《湄公河行动》的尝试无疑是成功的。香港《am730》评论说，影片将中国保护公民安全的正义感过渡到维护国际和平的层面，是近年来最大型的缉毒电影。林超贤在被问及对香港票房的预期时表示，该片全部采用普通话对白，会与香港观众有轻微距离感。之所以没有用港星担任主角是为了贴近剧情。毒犯一角邀请泰国影帝出演也是同样的考量。

在中国热映的同时，《湄公河行动》也陆续登陆英国、澳大利亚、北美等地院线。一些海外观众发起网上晒票根的活动，以此力挺该片。不过《湄公河行动》的海外放映并非一帆风顺。泰国《曼谷邮报》早在9月28日就报道称，泰国总理巴育认为《湄公河行动》的内容有损泰国国家形象，已责令相关部门审查电影内容，不排除禁映该片。事实上，当年的湄公河惨案是由贩毒集团首犯糯康与泰国9名不法军人勾结策划并实施。影片对此事的触及自然会令泰国军人政府感到“敏感”。《环球时报》记者在曼谷几家主要电影院的10月份排片计划中，没有看到《湄公河行动》。影院人员表示，目前没有上映该片的计划。

《曼谷邮报》称，影片令泰方不快的部分原因，是表现抓捕过程的一些情节与实际不完全相符。该报表示，泰国政府的这种表态在中国看来耐人寻味，因为中方一向重视湄公河事件。对于影片的关注度，该报评论称，“在曼谷的电影世界中，中国动作片已经完全过时。如果总理巴育什么都没说，甚至鲜有人会注意到这部粗制滥造的电影”。泰国《新闻报》则称，《湄公河行动》2015年在泰国的曼谷和夜功府取景时，已得到泰国国家电影局的许可。泰国电影管理部门的一位匿名人士称，“在提交的文件中，摄制组称(影片)并不指明故事发生在泰国。泰方强调，影片不得包含使观众认为‘这是泰国’的迹象”。