En et , il est sélectionné pour la Coupe du monde des moins de 17 ans au Brésil. Les Bleuets écrasent l'Espagne en quart de finale (6-1) mais sont battus par le Brésil — les futurs vainqueurs de la compétition — en demi-finale. La France finit troisième en battant les Pays-Bas lors de la petite finale. Pembélé se met en évidence en inscrivant deux buts lord de ce mondial, tout d'abord en phase de poule contre la Corée du Sud, puis en quart face à l'Espagne. Il délivre également une passe décisive en demi contre le Brésil. Pembélé figure dans l'équipe-type de la compétition du magazine "France Football", au poste d'arrière gauche, bien qu'il ait terminé la compétition de l'autre coté de la défense