Bereits zu Juniorenzeiten war Ogwumike in der jeweiligen U-Nationalmannschaften der USA aktiv und erfolgreich. Sie gewann mit den US-Juniorinnen 2008 die U-18-Basketball-Amerikameisterschaften der Damen und 2009 die U-19-Basketball-Weltmeisterschaft der Damen. 2011 gewann sie zudem bei der Universiade mit der US-Studentenauswahl die Goldmedaille. 2014 gewann bei der Basketball-Weltmeisterschaft mit der US-amerikanischen Nationalmannschaft den Titel. Bei der WM 2018 konnte sie mit dem US-Team den Titel erfolgreich verteidigen.