Szczęsny chơi cho U21 Ba Lan và bắt chính cả ba trận ở vòng bảng Giải vô địch bóng đá U-21 châu Âu 2011. Anh dự kiến được gọi vào đội tuyển Ba Lan bởi huấn luyện viên Leo Beenhakker cho các trận đấu ở vòng loại World Cup trước Bắc Ireland và Slovenia vào đầu tháng 9 năm 2009. Tuy nhiên, do không ai trong số ba thủ môn hàng đầu của Ba Lan bị loại ra, nên anh đã không được gọi và thay vào đó anh sẽ thi đấu ở các trận vòng loại cho đội U21 trước Tây Ban Nha và Phần Lan. Tổng cộng anh có sáu lần ra sân cho đội U-21.[41]

Tháng 10 năm 2009, tân huấn luyện viên Franciszek Smuda lần đầu tiên triệu tập Szczęsny vào đội tuyển quốc gia cho các trận đấu giao hữu trước Romania và Canada.[5] Szczęsny có lần ra mắt ở đội tuyển trong trận đấu với Canada vào ngày 18 tháng 11, vào sân ở phút thứ 46 thay cho Tomasz Kuszczak.[42] Lần ra sân thứ hai của anh, cũng là trận đấu đầu tiên anh được chơi trọn vẹn cả trận, là vào tháng 2 năm 2011 ở trận giao hữu đối đầu với Na Uy.

Szczęsny có màn trình diễn chói sáng trong cuộc đối đầu với đội tuyển Đức vào ngày 6 tháng 9 năm 2011. Kết quả cuối cùng là 2-2, tuy nhiên Szczęsny đã có tám pha cứu thua quan trọng giúp cho Ba Lan không bị thủng lưới thêm bất kỳ bàn thua nào nữa. Màn trình diễn của anh ở trận đấu đó đã khiến anh nhận được sự khen ngợi từ cựu thủ môn của đội tuyển Đức, Oliver Kahn.[43][44] Anh đã bị đuổi khỏi sân trong trận đấu mở màn của Ba Lan trước Hy Lạp tại Euro 2012. Ở hiệp hai của trận đấu, Szczęsny đã phạm lỗi với Dimitris Salpingidis nhằm ngăn chặn cầu thủ này ghi bàn thắng thứ hai cho Hy Lạp. Pha phạm lỗi trong vòng cấm địa đã khiến Szczęsny bỏ lỡ trận đấu tiếp theo gặp đội tuyển Nga, và tặng cho Ba Lan một quả phạt đền, nhưng nó đã bị cản phá bởi Przemysław Tytoń, kết quả cuối cùng của trận đấu là 1-1.[45] Theo đó, Tytoń trở thành thủ môn đầu tiên trong lịch sử Giải vô địch bóng đá châu Âu cản phá được một quả phạt đền sau khi được tung vào sân từ băng ghế dự bị.[46] Szczęsny không được ra sân thêm một lần nào nữa tại Euro 2012 do Tytoń đã được chọn bắt chính ở những trận còn lại của Ba Lan tại vòng bảng, Ba Lan đã bị loại sau khi kết thúc ở vị trí cuối Bảng A với chỉ 2 điểm.

Anh tiếp tục có tên trong danh sách 23 cầu thủ Ba Lan tham dự Euro 2016 trên đất Pháp nhưng không có cơ hội ra sân. Đội tuyển Ba Lan sau đó lọt vào tứ kết và thua chung cuộc Bồ Đào Nha (đội sau đó đăng quang).

Tại World Cup 2018 tổ chức tại Nga, Szczęsny đã bắt chính trong cả ba trận vòng bảng trước Colombia, Nhật Bản và Sénégal. Chung cuộc Ba Lan rời giải với vị trí cuối bảng H.