Bonsegundo representó a Argentina en el Mundial de fútbol femenino sub-20 en 2012, en el cual el equipo nacional no consiguió ninguna victoria. También participó de la Copa América Femenina en 2014 y 2018, anotando dos goles en el primero y tres en el segundo. En esta última competición, fue la capitana del equipo nacional que realizó el famoso reclamo de "Queremos ser escuchadas", a partir del cual se lograron históricas reformas en las condiciones de entrenamiento y preparación que se le otorgaban a las selecciones femeninas desde la Asociación de Fútbol Argentina. En 2015 formó parte de la selección argentina de fútbol femenino que participó de los Juegos Panamericanos 2015 y fue una fija del equipo hasta 2019, cuando desaparece de las convocatorias. En 2021 volvería a ser seleccionada, mismo año que deja un Valencia CF inmerso en varios problemas causados por la gestión de Peter Lim.