Penedo was een vaste kracht in het nationaal elftal van Panama. Op 29 juni 2003 maakte hij zijn debuut in het Panamees voetbalelftal in een vriendschappelijke interland tegen Cuba (1–0 winst). Een jaar later, op 4 september 2004, speelde Penedo zijn eerste competitieve interland – een wedstrijd in het kwalificatietoernooi voor het wereldkampioenschap voetbal 2006 op en tegen Jamaica (1–2 winst). Zijn eerste interlandtoernooi was de CONCACAF Gold Cup 2005. In de kwartfinale wist Penedo in de strafschoppenserie tegen Zuid-Afrika een strafschop tegen te houden, waardoor Panama naar de halve finale ging. In de finale werd van de Verenigde Staten verloren, eveneens na strafschoppen. In 2009 werd de Copa Centroamericana gewonnen nadat Costa Rica in de finale werd verslagen (5–3 na strafschoppen). Penedo was de vaste doelman van Panama in het kwalificatietoernooi voor het WK 2014: hij speelde zeventien van de twintig duels in het voor Panama onsuccesvolle kwalificatieproces. Penedo speelde 13 september 2014 zijn honderdste interland, een groepswedstrijd op de Copa Centroamericana 2014 tegen El Salvador (1–0). Na Gabriel Gómez is hij de tweede voetballer die honderd interlands heeft gespeeld in het Panamees voetbalelftal.