Lors des championnats du monde des moins de 20 ans en 2016, tenu à Helsinki, Marner et Dylan Strome marque chacun quatre buts et deux aides en cinq matchs, menant l'équipe canadienne en nombre de buts. Le Canada atteint les quarts de finale mais est éliminé par la Finlande. Mitch Marner marque deux fois durant le match, ramenant à chaque fois son équipe à égalité, mais cela ne suffit pas à vaincre ceux qui deviendront plus tard médaille d'or.