Bei der Weltmeisterschaft 2018 in Russland gehörte er zum Aufgebot der Schweiz. Er kam zu drei Einsätzen und schied mit der Mannschaft im Achtelfinale aus. Sein letzter Länderspieleinsatz war am 15. November 2019 in der EM-Qualifikation gegen Georgien. Durch die Verschiebung der Europameisterschaft 2020 entging Lichtsteiner eine weitere Endrundenteilnahme.