มนต์ชัยได้เป็นนักกีฬาวอลเลย์บอลชายทีมชาติไทยตั้งแต่ พ.ศ. 2530 และอำลาการทำหน้าที่เป็นนักกีฬาทีมชาติไทยเนื่องด้วยเข้ารับราชการทหารอากาศเมื่อครั้งที่เข้าแข่งขันซีเกมส์ 1991 ที่ประเทศฟิลิปปินส์ ซึ่งทีมของเขาได้รับเหรียญเงิน แม้จะเลิกทำหน้าที่เป็นนักกีฬาทีมชาติ เขาก็ยังได้เข้าร่วมแข่งขันวอลเลย์บอล ถ้วย ก. และกีฬากองทัพ ให้แก่ทีมทหารอากาศ