Aufgrund der Staatsangehörigkeit seiner Eltern ist Malik Tillman im Jugendbereich für die Nationalmannschaften beider Länder spielberechtigt. So bestritt er kurz nach seinem 14. Geburtstag seine ersten Länderspiele für die U15-Nationalmannschaft der USA im Juni 2016 bei zwei Spielen im Rahmen eines Turniers in der kroatischen Hauptstadt Zagreb. Gleich in der ersten Minute seiner ersten Partie leistete er die Vorarbeit zum 1:0-Siegtreffer des späteren Dortmunders Giovanni Reyna gegen die U16-Auswahl Montenegros. Es blieben jedoch seine bislang einzigen Einsätze für Nationalmannschaften des US-amerikanischen Fußballverbands. Sein nächstes Länderspiel folgte erst ein knappes Jahr später, als er im Mai 2017, kurz vor seinem 15. Geburtstag, für die deutsche U15 in den Niederlanden in Erscheinung trat. Erst im Frühjahr 2018 folgten dann die nächsten Länderspieleinsätze, drei an der Zahl für die deutsche U16-Auswahl, bevor es ab September für ihn in der U17 des DFB weiterging. Mit der Mannschaft qualifizierte er sich mühevoll für die U17-Europameisterschaft im Mai 2019 in Irland, bei der er mit dem Team aber bereits in der Vorrunde ausschied und somit die Qualifikation für die Weltmeisterschaft in Brasilien verpasste. Im Rahmen der EM bestritt er auch sein bislang letztes Länderspiel.