N’Koulou on pelannut Kamerunin maajoukkueessa 74 maaottelua vuosina 2008–2017. Hän teki maalin vuoden 2017 Afrikan-mestaruuskilpailujen karsinnoissa Etelä-Afrikkaa vastaan ja itse turnauksen loppuottelussa, jossa Kamerun voitti Egyptin 2–1. Hän on kuulunut Kamerunin maajoukkueeseen vuoden 2008 kesäolympialaisissa, vuosien 2010, 2015 ja 2017 Afrikan-mestaruuskilpailuissa sekä vuosien 2010 ja 2014 maailmanmestaruuskilpailuissa.