En 2008-2009, Cheikh M'Bengue s'impose progressivement comme titulaire avec l'équipe professionnelle toulousaine, avec laquelle il dispute un total de vingt-cinq matchs durant la saison. Cela lui permet d'intégrer l'équipe de France espoirs, retenu par Erick Mombaerts au sein d'une génération qui compte également deux de ses coéquipiers en club, Étienne Capoue et Moussa Sissoko. Il dispute ainsi sa première rencontre sous le maillot bleu face au Danemark au Aalborg Stadion, le . Jusqu'en 2011, il joue douze matchs avec les Bleuets, qui échouent à se qualifier pour l'Euro espoirs 2011. En , sa saison est néanmoins interrompue par une nouvelle suspension : auteur d'un tacle qui blesse Alejandro Alonso lors d'une rencontre face à l'AS Monaco, M'Bengue est sanctionné de deux mois de suspension, qui mettent un terme à sa saison 2008-2009.