Bei der U18-Weltmeisterschaft 2001 erreichte Dirk Wrobel mit der deutschen Juniorennationalmannschaft das Viertelfinale und letztendlich den fünften Platz. Somit konnte der Klassenerhalt gesichert werden. In den acht Spielen, die er absolvierte, konnte der Verteidiger einen Assist erzielen. Zwei Jahre später wurde er erneut für die Juniorennationalmannschaft nominiert, mit der er an der U-20-Weltmeisterschaft 2003 in Kanada teilnahm. Mit einem abschließenden neunten Platz stieg der Defensivspieler mit seinem Team in die B-WM ab. Wrobel kam in sechs Partien zum Einsatz und konnte dabei zwei Mal punkten.