Lieke Martens var en del av Nederländernas trupp i VM i Kanada år 2015, den första VM-turnering som landet hittills har spelat. Med sitt mål i den första gruppspelsmatchen mot Nya Zeeland blev hon historisk som landets första målskytt i ett VM. I samband med att Nederländerna vann sin första EM-titel under EM 2017 gjorde Lieke Martens tre mål och utsågs till turneringens spelare.