Nach Abschluss ihres Studiums im Frühjahr 2016 wurde Hensley erstmals in die Nationalmannschaft berufen und nahm mit dieser an der Weltmeisterschaft 2016 teil. Im Verlauf des Turniers, das die US-Amerikanerinnen mit dem Gewinn des Weltmeistertitels abschlossen, absolvierte sie in der Vorrunde ihr internationales Debüt. Dieses beendete sie mit einem Shutout. In der Folge ließ sich Hensley vom US-amerikanischen Eishockeyverband USA Hockey verpflichten, während sie parallel als Assistenztrainerin an ihrer Alma Mater tätig wurde. Bei der Weltmeisterschaft 2017 avancierte Hensley zur Stammkraft im Tor der US-Girls und bestritt drei der fünf Begegnungen. Mit dem geringsten Gegentorschnitt und der höchsten Fangquote aller Torhüterinnen hatte sie maßgeblichen Anteil am erneuten Goldmedaillengewinn. Ihr nächstes internationales Turnier waren die Olympischen Winterspiele 2018 in Pyeongchang, bei denen sie hinter Maddie Rooney wieder ins zweite Glied rutschte. Dennoch feierte sie mit den US-Amerikanerinnen am Turnierende den Gewinn der Goldmedaille.