Mit der U19-Nationalmannschaft gewann er 2007 WM-Gold. Im Turnier brachte er es in fünf Spielen auf sieben Scorerpunkte (2/5). 2010 debütierte er für die Herren-Nationalmannschaft, mit der er schließlich bei der WM in Helsinki 2010 Silber gewann. Sundstedt wurde mit acht Toren und neun Vorlagen hinter dem Schweizer Matthias Hofbauer zweitbester Skorer des Turniers. 2012 und 2014 konnte er mit Schweden jeweils die Weltmeisterschaft gewinnen.