Мусса Н'Диай попал в состав сборной Сенегала на Чемпионате мира 2002 года. Из 5-и матчей Сенегала на турнире Н'Диай появлялся в трёх: в играх группового турнира против сборных Франции, Дании, Уругвая. Во встречах 1/8 финала со Швецией и 1/4 финала с Турцией он не принимал участия. В игре с датчанами Н'Диай был заменён в перерыве на нападающего, а в матче с уругвайцами он заменил на 67-й минуте нападающего Анри Камару.