Vestergaard on edustanut Tanskaa monissa nuorten maajoukkueissa. Alle 21-vuotiaiden maajoukkueessa hän pelasi vuosina 2011–2015 peräti 28 peliä tehden neljä maalia ja toimien kapteenina vuoden 2015 EM-kilpailuissa. Tanskan miesten maajoukkueessa Vestergaard debytoi elokuussa 2013 ystävyysottelussa Puolaa vastaan. Avausmaali syntyi marraskuussa 2015 EM-jatkokarsintaottelussa Ruotsia vastaan. Tanska ei kuitenkaan selviytynyt vuoden 2016 EM-kilpailuihin. MM-kilpailuissa 2018 Vestergaard kuului Tanskan joukkueeseen mutta ei saanut peliaikaa.