9 августа 2019 года Вильфредо Леон провёл первый официальный матч в составе сборной Польши в рамках квалификационного турнира Олимпийских игр-2020 и в том же сезоне стал бронзовым призёром чемпионата Европы и серебряным призёром Кубка мира. В июне 2021 года впервые участвовал в розыгрыше Лиги наций и выиграл серебряную медаль. В матче предварительного этапа против сборной Сербии установил рекорд турнира по числу эйсов за матч (13) и мировой рекорд по скорости подачи (135,6 км/ч).