릿쿄 대학에 재학 중이던 1958년 12월 25일 홍콩과의 친선 경기에서 국제 A매치 데뷔전을 치렀고 이후 1962년 아시안 게임과 1966년 아시안 게임에 출전하여 1966년 아시안 게임 동메달을 목에 걸었으며 1968년 하계 올림픽에도 출전하여 5경기에서 2골(브라질전, 프랑스전)을 기록하며 일본 축구 역사상 올림픽 첫 메달(동메달)의 주역이 되었다. 그리고 1969년 A매치 통산 39경기 12골의 기록을 남기고 은퇴를 선언했으며 와타나베가 몸 담았던 일본 대표팀은 일본 축구 명예의 전당에 이름을 올렸다.