S'il accompagne en tant que remplaçant l'équipe de France lors de l'Euro 2014 remporté face au pays hôte, le Danemark, il ne participe toutefois à aucun match de la compétition. Mais il s'intègre ainsi à l'équipe au cours d'une compétition internationale, ce qui lui permet d'être sélectionné pour le Championnat du monde 2015. Préféré à Samuel Honrubia en tant que second ailier gauche derrière Michaël Guigou, il contribue activement à la victoire de la France, marquant 18 buts en 28 tentatives (64,3 %) au cours des de jeu qu'il a passées sur le terrain. 20 ans après le premier titre mondial remporté par la France dont son père, Pascal Mahé, était un cadre, il permet ainsi à la France de devenir la nation la plus titrée avec 5 victoires.