อาชีพระหว่างประเทศ แม้ว่าเขาจะถือสองสัญชาติและประสบความสำเร็จในอาชีพการงานในสเปน แต่สายสัมพันธ์ของเมสซีกับบ้านเกิดของเขายังคงแข็งแกร่ง และเขาเป็นสมาชิกคนสำคัญของทีมชาติอาร์เจนตินาหลายทีมตั้งแต่ปี 2548 เขาเล่นให้กับทีมเยาวชนชิงแชมป์โลกฟีฟ่าชิงแชมป์โลกปี 2548 ของอาร์เจนตินา และเป็นตัวแทนของประเทศในปี 2549 เมสซี  ฟุตบอลโลกและยิงได้ 2 ประตูจาก 5 นัดพาอาร์เจนติน่ากวาดเหรียญทองในกีฬาโอลิมปิกปี 2008 ที่กรุงปักกิ่ง เมสซีช่วยให้อาร์เจนตินาเข้าถึงรอบก่อนรองชนะเลิศฟุตบอลโลก 2010 ซึ่งทีมตกรอบโดยเยอรมนีเป็นครั้งที่สองติดต่อกันในฟุตบอลโลก ในการแข่งขันฟุตบอลโลกปี 2014