Na Seleção Chilena de Futebol, Astengo teve seu melhor desempenho na Copa América de 1987. Naquele ocasião o Chile foi vice-campeão. Na qualificação para a Copa do Mundo da Itália 1990, Astengo foi "subcapitão" da seleção (o capitão era titular Roberto Rojas), que foi considerado culpado pela derrota da equipe após os incidentes no Estádio do Maracanã. Apesar disso, ele é considerado um dos melhores zagueiros da história do time chileno.