Martinsson Ngouali representerade Sveriges U19-landslag och U21-landslag. Hans mor är född i Sverige medan hans far kommer från Gabon. Martinsson Ngouali blev sedermera tillgänglig för spel i Gabons landslag. Han blev uttagen i Gabons trupp till Afrikanska mästerskapet 2017. Martinsson Ngouali debuterade för Gabon den 18 januari 2017 i en 1–1-match mot Burkina Faso, där han byttes in i den 66:e minuten.