Wembanyama edusti Ranskaa vuoden 2019 FIBA U16 -Euroopan mestaruuskilpailussa Udinen kaupungissa Italiassa. Neljännesloppuotteluissa 80-78 hän voitti Kroatian, jolloin hän sai 12 pistettä, 21 palautetta ja kahdeksan korttia. Wembanyama teki keskimäärin yhdeksän pistettä, 9,6 palautusta ja turnauksen johtava 5,3 lohkoa peliä kohti, johtaen Ranskaa hopeamitalle ja ansaitsemalla kaikki turnauksen joukkueen kunnianosoitukset. Hän osallistui FIBA-koripallo-maailmanmestaruuskilpailuun 2021
Latviassa. Wembanyama teki keskimäärin 14 pistettä, 7,4 palautusta ja 5,7 estettä ottelussa, ja hänet nimitettiin kaikkien turnausten joukkueeseen, kun hän johti Ranskaa hopeamitalle. Hän tallensi 22 pistettä, kahdeksan palautuspotkua ja kahdeksan estettä 83-81 tappiossa Yhdysvaltoihin finaalissa. Wembanyama asetti FIBA: n ennätyksen yhdellä turnauksella pelissä.