Lenglet speelde in de jeugdelftallen –16 t/m –21 van Frankrijk. Met de onder 17 nam hij deel aan het EK onder 17 van 2012. Hij speelde in elke wedstrijd van Frankrijk op dit toernooi, o.a. Lemar en Martial waren zijn teamgenoten. Op 21 mei 2019 werd Lenglet voor het eerst opgeroepen voor het Frans voetbalelftal door Didier Deschamps voor een vriendschappelijke wedstrijd met Bolivia en kwalificatiewedstrijden voor het EK 2020 tegen Turkije en Andorra. Tegen het laatstgenoemde land debuteerde hij voor de nationale ploeg op 11 juni 2019. Door doelpunten van Kylian Mbappé, Wissam Ben Yedder, Florian Thauvin en Kurt Zouma werd met 0–4 gewonnen. Lenglet mocht van Deschamps in de basis beginnen en hij speelde het gehele duel mee. Drie maanden later, op 10 september 2019, was hij voor het eerst trefzeker in het shirt van Frankrijk, opnieuw tegen Andorra. Na een doelpunt van Kingsley Coman was de centrumverdediger verantwoordelijk voor de 2–0. Uiteindelijk zorgde Ben Yedder voor de einduitslag: 3–0. In mei 2021 werd hij door Deschamps opgenomen in de Franse selectie voor het uitgestelde EK 2020. Op het toernooi werd Frankrijk in de achtste finales uitgeschakeld door Zwitserland (3–3, 5–4 na strafschoppen), na in de groepsfase te hebben gewonnen van Duitsland (1–0) en te hebben gelijkgespeeld tegen Hongarije (1–1) en Portugal (2–2). Lenglet speelde mee tegen Zwitserland. Zijn toenmalige teamgenoten Martin Braithwaite (Denemarken), Frenkie de Jong (Nederland), Sergio Busquets, Jordi Alba, Pedri (allen Spanje), Antoine Griezmann en Ousmane Dembélé (beiden eveneens Frankrijk) waren ook actief op het EK.