In der Französischen Nationalmannschaft debütierte Timothey N'Guessan am 7. Januar 2013 beim 26:10-Erfolg gegen Argentinien (3 Tore). Er bestritt bisher 92 Länderspiele, in denen er 183 Tore erzielte. Bei den Olympischen Sommerspielen 2016 gewann er die Silbermedaille. Bei der Weltmeisterschaft 2017 wurde er Weltmeister. Jeweils Bronze errang N'Guessan bei der Europameisterschaft 2018 und der Weltmeisterschaft 2019. Mit Frankreich gewann er bei den Olympischen Spielen in Tokio die Goldmedaille. Auf Grund einer Wadenverletzung wurde er nach der Vorrunde durch Romain Lagarde ersetzt.