Atsu có trận đấu đầu tiên cho đội tuyển Ghana vào ngày 1 tháng 6 năm 2012 trong trận đấu với Lesotho và đã ngay lập tức ghi bàn. Một năm sau đó, anh có mặt trong đội hình đội tuyển Ghana tham dự Cúp bóng đá châu Phi tại Nam Phi. Anh có mặt trong cả ba trận vòng bảng với Cộng hòa Dân chủ Congo, Mali và Niger, trong đó ghi được một bàn trong chiến thắng 3-0 trước Niger. Tại trận bán kết với Burkina Faso, Atsu thực hiện thành công lượt sút luân lưu của mình nhưng chung cuộc Ghana để thua Burkina Faso 2-3.