Di tingkat internasional, ia mewakili Tim nasional sepak bola wanita Mali. Ia bermain terutama sebagai Bek.

Sepanjang Piala Nasional Afrika Wanita 2025, fatou dembele tampil dalam 4 pertandingan, dengan rata-rata 0 tekel, 0 intersepsi, dan 0 sapuan per pertandingan, serta memblokir 0 tembakan per pertandingan.