Atsu bắt đầu thi đấu cho đội tuyển Ghana từ năm 2012 và từng tham dự World Cup 2014 và hai Cúp bóng đá châu Phi. Tại Cúp bóng đá châu Phi 2015, anh trở thành cầu thủ xuất sắc nhất giải đấu và giúp Ghana giành vị trí á quân.