Agyemang spielte für die U-17-Nationalmannschaft Ghanas bei der U-17-Fußball-Weltmeisterschaft 2005 in Peru, absolvierte dort drei Spiele, schied allerdings in der Gruppenphase aus dem Wettbewerb aus. Auch bei der U-20-Fußball-Weltmeisterschaft 2009 in Ägypten war er für sein Land am Start. Er bestritt fünf Spiele und gewann das Turnier im Finale gegen Brasilien mit 4:3 nach Elfmeterschießen.