Людовик Сане дебютировал в сборной Сенегала 17 ноября 2010 года в товарищеском матче со сборной Габона. Защитник в составе сборной принимал участие в кубке африканских наций—2012 (2 матча), а также в отборочных турнирах КАН—2012 (3 матча) и чемпионата мира—2014 (2 матча).