Lembo nahm mit der uruguayischen U-20-Auswahl an der U-20-Südamerikameisterschaft 1997 teil und belegte mit der Mannschaft den vierten Rang. Im Verlaufe des Turniers wurde er von Trainer Víctor Púa siebenmal (kein Tor) eingesetzt. Im selben Jahr wurde er mit der Junioren-Auswahl Vize-Weltmeister. In der uruguayischen U-23-Auswahl kam er beim "Torneo Preolímpico" in Brasilien im Jahr 2000 in sieben Länderspielen (kein Tor) zum Einsatz. Lembo debütierte am 17. Juni 1999 im Freundschaftsspiel gegen Paraguay in der uruguayischen A-Nationalmannschaft. Der Abwehrspieler nahm im selben Jahr mit Uruguay an der Copa América teil. Nach einer durchwachsenen Gruppenphase mit nur einem Sieg wurden im Viertelfinale Paraguay und im Halbfinale Chile bezwungen. In der Halbfinalpartie erzielte Lembo zudem seinen ersten Treffer für Uruguay. Das Endspiel gegen Brasilien ging schließlich mit 3:0 verloren. Mit der Auswahl gelang die Qualifikation für die Endrunde der Fußball-Weltmeisterschaft 2002. Der Verteidiger wurde in den zwei Gruppenspielen gegen Senegal und Frankreich eingesetzt. Uruguay schied als Gruppendritter mit zwei Punkten aus dem Turnier aus. Sein letztes von 39 Länderspielen absolvierte er am 9. Oktober 2004. Im Laufe seiner Nationalmannschaftskarriere erzielte er zwei Tore.