Hudson-Odoi từng là thành viên của các đội trẻ Anh từ cấp độ U-16 đến U-19. Tháng 4 năm 2017, anh được gọi vào đội tuyển U-17 Anh tham dự Giải vô địch bóng đá U-17 châu Âu 2017.[31] Anh ghi bàn trong trận bán kết với U-17 Thổ Nhĩ Kỳ và trong trận chung kết với U-17 Tây Ban Nha, và U-17 Anh chấp nhận về nhì sau khi thua U-17 Tây Ban Nha ở loạt sút luân lưu.[32][33] Đến tháng 10 năm 2017, tại Giải vô địch bóng đá U-17 thế giới 2017, Odoi đã cùng các đồng đội U-17 Anh phục thù thành công U-17 Tây Ban Nha trong trận chung kết với riêng cá nhân Odoi có 3 đường chuyền thành bàn trong chiến thắng 5-2 của U-17 Anh.[34]

Tháng 3 năm 2019, anh được gọi vào đội tuyển U-21 Anh lần đầu tiên.[35] Tuy nhiên, do đội tuyển Anh gặp nhiều trường hợp chấn thương nên huấn luyện viên Gareth Southgate đã quyết định triệu tập Odoi cho hai trận đấu tại vòng loại Euro 2020 với Cộng hòa Séc và Montenegro.[36] Ngày 22 tháng 3, anh được tung vào sân từ phút 70 trong trận đấu với Cộng hòa Séc để thế chỗ Raheem Sterling. Ở tuổi 18 135 ngày, anh trở thành cầu thủ trẻ nhất từng ra sân trong một trận cầu chính thức của tuyển Anh.[37][38]

Ba ngày sau đó, Odoi lần đầu tiên có mặt trong đội hình xuất phát của đội tuyển Anh trong trận đấu với Montenegro. Đội tuyển Anh giành chiến thắng 5-1, trong đó Odoi có một đường chuyền thành bàn cho người đồng đội ở Chelsea là Ross Barkley.[39]