Nachdem Lee in den verschiedenen Nachwuchsnationalmannschaften Südkoreas gespielt hatte, kam er 2008 beim Olympischen Fußballturnier von Peking zum Einsatz. Sein erstes A-Länderspiel hatte er bereits kurz zuvor, am 31. Mai 2008 im WM-Qualifikationsspiel gegen Jordanien, bestritten. Lee nahm mit der südkoreanischen Nationalmannschaft an den Weltmeisterschaften 2010 und 2014 teil. 2015 belegte er mit der Mannschaft nach einer 1:2-Finalniederlage gegen Australien den zweiten Platz bei der Asienmeisterschaft, Lee konnte nach einer im Auftaktspiel erlittenen Verletzung aber am weiteren Turnierverlauf nicht mitwirken.