W seniorskiej reprezentacji Senegalu Diamé zadebiutował 26 marca 2011 na stadionie Stade Léopold-Sédar-Senghor (Dakar, Senegal) podczas kwalifikacji do Pucharu Narodów Afryki 2012 w wygranym 1:0 meczu przeciwko reprezentacji Kamerunu. Został powołany do kadry na Puchar Narodów Afryki 2017.