В 2013 году Лю Сяотун впервые была включена в национальную сборную Китая, выступавшую в экспериментальном составе в традиционном турнире «Воллей Мастерс» в швейцарском Монтрё. В 2014 спортсменка уже полноценно дебютировала в главной национальной команде страны, приняв участие в Гран-при, где вошла в символическую сборную финального раунда в качестве одной из двух нападающих-доигровщиц, а затем выиграла «серебро» чемпионата мира. В 2015 Лю Сяотун стала победителем розыгрыша Кубка мира, а через год — олимпийской чемпионкой. В 2017 волейболистка со своей сборной выиграла престижный Всемирный Кубок чемпионов, а в 2019 стала двукратной победительницей Кубка мира.