Bendtner pelasi MM-kilpailuissa 2010 avauskokoonpanossa Tanskan kaikissa kolmessa ottelussa ja teki yhden maalin Kamerunia vastaan. EM-kilpailuissa 2012 hän pelasi täydet 90 minuuttia Tanskan kaikissa kolmessa ottelussa ja teki kaksi maalia Tanskan tappioon päättyneessä ottelussa Tanskaa vastaan.