В составе сборной Уругвая завоевывал медали чемпионата Южной Америки: 1953, 1955, 1958 в годах. Во всех трех первенствах Южной Америки он был лучшим бомбардиром турнира. На чемпионате мира по баскетболу 1954 Оскар Молья был лучшим снайпером, забивая 18,6 очка в среднем за игру. Он выступал за сборную Уругвая, которая на Олимпиаде в 1956 году выиграла бронзовую медаль. На олимпийском баскетбольном турнире он стал лучшим бомбардиром, набирая 26 очков в среднем за игру.