Pela Seleção Tailandesa, Chanathip estreou em 2012, e desde então atuou em 54 partidas, com 7 gols. Ele também acumula passagens pelas equipes de base do país, e integrou o elenco que disputou a Copa da Ásia de 2019, sendo o autor da vitória por 1 a 0 sobre o Bahrein.