Alderweireld lần đầu tiên đại diện cho Bỉ ở cấp độ dưới 17 vào tháng 10 năm 2005 và tham gia Giải vô địch UEFA U17 năm 2006. Sau khi mùa giải 20080909 kết thúc, anh ra mắt đội tuyển Bỉ trong một giải đấu giao hữu. Tuy nhiên, sự ra mắt đầy đủ của anh ấy đã diễn ra ba tháng sau đó trong trận đấu với CH Séc. Anh ấy có tên trong một số đội tuyển vòng loại World Cup 2010, nhưng chủ yếu là một người thay thế không sử dụng. Vào tháng 10 năm 2009, anh vào sân trong hiệp hai thay thế cho Daniel Van Buyten trong trận thua 2 trận0 trước Estonia.

Alderweireld được triệu tập vào đội U21 Bỉ cho vòng loại Giải vô địch UEFA U21 2011 gặp Ukraine vào ngày 13 tháng 11 năm 2009, với trận đấu kết thúc 2 trận0 với Ukraine. Anh đã chơi ngay trong trận đấu vòng loại UEFA Euro 2012 với Thổ Nhĩ Kỳ vào ngày 7 tháng 9 năm 2010.

Vào ngày 13 tháng 5 năm 2014, Alderweireld có tên trong đội hình để đến FIFA World Cup 2014.[54] Anh bắt đầu trong tất cả năm trận đấu của Bỉ, bao gồm cả trận thua 1 trận0 trước Argentina ở tứ kết.