Zúčastnil se i Mistrovství světa ve fotbale hráčů do 20 let 2007 v Kanadě, na němž česká reprezentace podlehla ve finále Argentině 1:2. Nechyběl ani na následujícím světovém šampionátu v roce 2009 v Egyptě, kde český celek vypadl v osmifinále s Maďarskem na pokutové kopy. Tomáš Pekhart se na tomto turnaji jedenkrát trefil v zápase základní skupiny proti Austrálii (výhra ČR 2:1).