U-16 Việt Nam

Năm 2011, Nguyễn Quang Hải mới 14 tuổi được gọi lên đội tuyển U-16 Việt Nam, thi đấu với những cầu thủ lớn tuổi hơn tại vòng loại giải vô địch bóng đá U-16 châu Á.[16]

Ra sân đội tuyển U-16 quốc gia

Bàn thắng cho đội tuyển U-16 Việt Nam

U-19 Việt Nam

Sau sự thi đấu ấn tượng tại giải bóng đá vô địch U-19 quốc gia Việt Nam 2014, Nguyễn Quang Hải được HLV Guillaume Graechen gọi bổ sung vào đội tuyển U-19 Việt Nam đi tập huấn tại Nhật Bản.

Tại giải vô địch bóng đá U19 Đông Nam Á 2014 diễn ra trên sân Mỹ Đình, Nguyễn Quang Hải cùng U-19 Việt Nam giành ngôi Á quân, anh góp mặt ở cả hai trận đấu mà U-19 Việt Nam thất bại trước U-19 Nhật Bản (1 trận thuộc vòng bảng và trận chung kết). Cũng trong năm 2014, Quang Hải cùng U-19 Việt Nam đạt giải Á quân Cúp Hassanal Bolkiah diễn ra tại Brunei.

Giải vô địch bóng đá U19 Đông Nam Á 2015, Nguyễn Quang Hải góp mặt khá muộn cùng đội tuyển U-19 Việt Nam do chiến dịch giành vé thăng hạng của câu lạc bộ bóng đá Hà Nội. Chỉ 24 giờ sau khi đội bóng thủ đô câu lạc bộ bóng đá Hà Nội giành vé lên chơi V-League 2016 (trưa ngày 23 tháng 8), Nguyễn Quang Hải sang Lào để hội quân cùng đội tuyển U-19 Việt Nam của HLV Hoàng Anh Tuấn tham dự giải vô địch bóng đá U19 Đông Nam Á 2015.[8]. Đây là giải đấu mà U-19 Việt Nam đã một lần nữa vào đến chung kết nhưng sau đó thua 0–6 trước U-19 Thái Lan.

Anh vắng mặt hoàn toàn tại giải vô địch bóng đá U19 Đông Nam Á 2016 do bận thi đấu cho câu lạc bộ bóng đá Hà Nội T&T trong cuộc đua danh hiệu tại V-League và Cúp Quốc gia.

Tại giải vô địch bóng đá U-19 châu Á 2016, huấn luyện viên Hoàng Anh Tuấn lại triệu tập Nguyễn Quang Hải vào đội tuyển bóng đá U-19 quốc gia Việt Nam và tại giải đấu này Nguyễn Quang Hải là một trong những nhân tố chủ lực của đội tuyển U-19 Việt Nam lần đầu tiên lọt vào đến bán kết và giành một suất dự World Cup U20 năm 2017. Trong trận đấu gặp UAE, phút 21, Nguyễn Quang Hải đã thực hiện đường chuyền để Hồ Minh Dĩ mở tỷ số cho U-19 Việt Nam.[17]

Giải vô địch bóng đá U-20 thế giới 2017 là giải đấu cuối cùng mà Nguyễn Quang Hải tham dự trong màu áo đội tuyển U-19 Việt Nam. Được sự tín nhiệm của huấn luyện viên Hoàng Anh Tuấn, Nguyễn Quang Hải đã được chọn làm đội trưởng của đội tuyển tham dự giải đấu. Anh suýt chút nữa ghi được bàn thắng đầu tiên cho U-20 Việt Nam tại sân chơi World Cup khi dứt điểm trúng xà ngang trong trận đấu với U-20 Honduras.

Ra sân đội tuyển U-19 quốc gia

Bàn thắng cho đội tuyển U-19 Việt Nam

U-20 Việt Nam

Ra sân đội tuyển U-20 quốc gia

Bàn thắng cho đội tuyển U-20 Việt Nam

U-23 Việt Nam

Tháng 2 năm 2017, Nguyễn Quang Hải cùng một loạt các tuyển thủ góp công giúp U-20 Việt Nam tham dự Giải vô địch bóng đá U-20 thế giới 2017 như: Hà Đức Chinh, Bùi Tiến Dũng... do huấn luyện viên Nguyễn Hữu Thắng triệu tập được báo giới trong nước nhắc đến như "làn gió mới" cho đội tuyển U-23 Việt Nam.[18] Ngay tại trận đấu anh ra mắt đội tuyển U-23 Việt Nam gặp đội tuyển U-23 Malaysia,[19] Nguyễn Quang Hải được đánh giá là mũi tấn công mang lại nhiều đột biến ở phía cánh trái trong chiến thắng 3–0 của đội nhà.[20]

Tại vòng loại giải vô địch bóng đá U-23 châu Á 2018, Nguyễn Quang Hải là một trong 4 cựu tuyển thủ U-20 Việt Nam cùng với hậu vệ Đoàn Văn Hậu, tiền đạo Hà Đức Chinh, thủ môn Bùi Tiến Dũng được huấn luyện viên Nguyễn Hữu Thắng trao cơ hội đá chính.[21]

Nguyễn Quang Hải lần đầu tiên được tham dự Đại hội Thể thao Đông Nam Á 2017 tổ chức tại Malaysia vào tháng 8 năm 2017 trong màu áo U-22 Việt Nam.[22] Sở hữu dàn cầu thủ tài năng từng chơi rất hay ở lứa U-19 nhưng U-22 Việt Nam đã bất ngờ bị loại đầy cay đắng ngay từ vòng bảng. Ở giải đấu này, Nguyễn Quang Hải kịp để lại một bàn thắng bằng pha đá phạt chếch về phía cánh phải vào phút thứ 71 trong trận đấu gặp U-22 Campuchia.

Khi huấn luyện trưởng đội tuyển Việt Nam Park Hang Seo mới được bổ nhiệm, Nguyễn Quang Hải nhanh chóng giành được sự tin tưởng của vị tân huấn luyện viên người Hàn Quốc. Tại giải đấu M-150 Cup 2017 tổ chức tại Thái Lan, Nguyễn Quang Hải thi đấu bùng nổ ghi hai bàn thắng đẹp vào trong trận đấu gặp U-23 Myanmar. Anh được huấn luyện viên Park Hang-seo đánh giá là một trong hai cầu thủ rất quan trọng của đội tuyển U-23 Việt Nam, bên cạnh tiền đạo Nguyễn Công Phượng.[23]

Nguyễn Quang Hải bắt đầu trở nên nổi tiếng, được truyền thông quốc tế ca ngợi nhờ màn trình diễn ấn tượng tại Giải vô địch bóng đá U-23 châu Á 2018 với 5 bàn thắng[24] giúp đội nhà đi đến tận trận đấu chung kết (thua U-23 Uzbekistan). Bàn thắng đầu tiên của anh là trong trận đấu đầu tiên thua 1–2 trước U-23 Hàn Quốc, sau đó là bàn thắng quan trọng giúp U-23 Việt Nam đánh bại U-23 Úc 1–0. Nguyễn Quang Hải thật sự gây ấn tượng khi ghi 1 cú đúp trong trận bán kết gặp U-23 Qatar và siêu phẩm sút phạt trong trận chung kết trước U-23 Uzbekistan. Tại cuộc bầu chọn bàn thắng đẹp nhất giải vô địch bóng đá U-23 châu Á 2018 do liên đoàn bóng đá châu Á tổ chức trên trang chủ AFC, bàn thắng của anh trong trận chung kết trước U-23 Uzbekistan dưới cơn mưa tuyết tại Sân vận động Thường Châu, Trung Quốc đã giành được bầu chọn cao nhất với tỉ lệ 64%.[25] Bàn thắng trong trận bán kết vào lưới U-23 Qatar của anh cũng được xếp thứ 2 trong cuộc bầu chọn này.[25]

Ra sân đội tuyển U-23 quốc gia

Bàn thắng cho đội tuyển U-23 Việt Nam

Đội tuyển quốc gia Việt Nam

Nguyễn Quang Hải lần đầu tiên được ra sân trong màu áo đội tuyển quốc gia khi anh vào sân thay tiền vệ Lương Xuân Trường thi đấu với đội tuyển Jordan ở vòng loại Asian Cup 2019 vào tháng 6 năm 2017.[26] Dưới thời huấn luyện viên tạm quyền Mai Đức Chung, Nguyễn Quang Hải đã có bàn thắng đầu tiên cho đội tuyển quốc gia trong sự nghiệp khi anh đánh đầu ấn định chiến thắng 2–1 cho đội tuyển Việt Nam trước Campuchia trên sân khách cũng tại trận đấu thuộc khuôn khổ vòng loại Asian Cup.[27]

Nguyễn Quang Hải được huấn luyện viên Park Hang-seo triệu tập để tham dự AFF Suzuki Cup 2018. Đây là giải đấu vô cùng thành công đối với anh khi anh cùng đội tuyển Việt Nam lên ngôi vô địch và anh được nhận giải thưởng cầu thủ xuất sắc nhất giải đấu.

Ra sân đội tuyển quốc gia

Bàn thắng cho đội tuyển Việt Nam