Mononen vertrat sein Heimatland bei der U19-Europameisterschaft 1969. Mit der Nationalmannschaft der Herren, in der er bereits als 18-Jähriger in einem Freundschaftsspiel gegen Polen debütiert und drei Tore geschossen hatte, nahm er an den Weltmeisterschaften 1969, 1970, 1971, 1972, 1973 und 1975 teil. Seine 15 Scorerpunkte bei der Weltmeisterschaft 1972 in Prag blieben bis 1999, als Saku Koivu in Lillehammer 16 Punkte erreichte, finnischer WM-Rekord. Zudem vertrat er seine Farben bei den Olympischen Winterspielen 1972 in Sapporo, als er zweitbester Torschütze nach dem sowjetischen Spieler Waleri Charlamow war.