，在徐根宝的推荐下，他入选由宿茂臻执教的中国国青队，并受到宿茂臻的重用，成为球队的进攻核心。他在11月进行的亚青赛预赛表现出色，5场比赛打进9个进球，是晋级正选赛的头号功臣。2010年2月14日，武磊在2010年东亚足球锦标赛对阵香港的比赛中替补于海出场，完成国家队首秀。2010年10月，武磊又代表中国国青队参加在山东淄博展开的2010年亚洲U19青年足球锦标赛。2013年7月，在东亚杯最后一场中国队和澳大利亚的比赛中，武磊首发出场，且在比赛中一传一射，帮助中国队最后以4:3战胜澳大利亚