Несмотря на то, что у Демирбая нет турецкого паспорта, он играл за различные молодёжные сборные Турции. В марте 2015 года он был отобран тренером молодёжной сборной Германии до 21 года Хорстом Хрубешем, но был не допущен к игре из-за травмы. Затем он был выбран для участия в матче Чемпионат Европы по футболу среди молодёжных команд 2015 года в Чехии, но так и не провёл ни одной игры.