Krychowiak nam met het Pools voetbalelftal onder 20 deel aan het wereldkampioenschap -20 in 2007, dat plaatsvond in Canada. Hij maakte op dat toernooi uit een vrije trap een doelpunt tegen Brazilië. Op 14 september 2008 maakte hij zijn debuut in het Pools voetbalelftal in een vriendschappelijke wedstrijd tegen Servië (1–0 winst). Drie minuten na het enige doelpunt verving hij Antoni Łukasiewicz. Sindsdien was hij een vaste kracht in het nationaal elftal; op 14 november 2014 maakte hij zijn eerste interlanddoelpunt tegen Georgië in het kwalificatietoernooi voor het Europees kampioenschap voetbal 2016. In het laatste kwalificatieduel, gespeeld op 11 oktober 2015 tegen Ierland, was Krychowiak opnieuw trefzeker. Na dertien minuten opende hij de score, waarna Robert Lewandowski drie minuten voor rust de wedstrijd besliste. Polen won met 2–1 en kwalificeerde zich zodoende voor het Europees kampioenschap in Frankrijk. Polen werd in de kwartfinale van het EK na strafschoppen uitgeschakeld door Portugal (1–1, 3–5). Jakub Błaszczykowski was de enige speler die miste. Krychowiak werd in juni 2018 door bondscoach Adam Nawałka opgenomen in de selectie van Polen voor het wereldkampioenschap in Rusland. Zijn toenmalige teamgenoten Ali Gabr, Ahmed Hegazy (beiden Egypte) en Nacer Chadli (België) waren eveneens actief op het toernooi. Krychowiak maakte ook deel uit van de EK-selectie van Polen op het EK 2020, dat in 2021 gespeeld werd. Polen kwam hier echter niet verder dan de poulefase.