Maignan jogou pela França em todos os níveis na base, do sub-16 ao sub-21. Ele foi capitão do time no Campeonato Europeu de Futebol Sub-17 de 2012, na Eslovênia. Ele recebeu sua primeira convocação para a seleção principal em maio de 2019, antes das eliminatórias da Euro 2020 contra a Turquia e Andorra e um amistoso contra a Bolívia. Fez sua estreia em 7 de outubro de 2020 como substituto de Steve Mandanda em um amistoso contra a Ucrânia, que terminou com uma vitória por 7-1 no Stade de France. Em maio de 2021, ele foi convocado para a disputa da Euro 2020.