Нгуали выступал за юношеские и молодёжные национальные команды Швеции. В 2017 году Серж принял решение выступать за свою историческую родину. Он получил приглашение принять участие в домашнем Кубке Африки. 18 января в матче против Буркина-Фасо Нгуали дебютировал за сборную Габона. Также он сыграл в поединке против Камеруна.