Seit September 2015 spielt Ingvartsen für die dänische U21 und kam bei den Qualifikationsspielen zur Europameisterschaft 2017 zu sechs Einsätzen. Anschließend wurde er in den dänischen Kader für die Endrunde in Polen nominiert. Er stand in den ersten beiden Partien gegen Italien und den späteren Titelträger Deutschland in der Anfangsformation; im dritten und letzten Gruppenspiel gegen Tschechien wurde er in der 65. Minute eingewechselt und erzielte in der 90. Minute das Tor zum 4:2-Endstand. Dänemarks U21 schied als Gruppendritter aus.