Origi telah mewakili Belgium di peringkat bawah-15, bawah-16, bawah-17, bawah-19 dan bawah-21. Beliau menjaringkan sepuluh gol ketika berada dalam pasukan bawah-19 yang pertama dalam pertandingan kelayakan Kejuaraan Bawah 19 Tahun UEFA Eropah menentang Belarus pada 12 Oktober 2012.

Persekutuan Bola Sepak Kenya menyatakan minat untuk meyakinkan Origi bermain dalam pasukan kebangsaan senior Kenya pada masa akan datang. Namun, pada 13 Mei 2014, pengurus pasukan kebangsaan kanan Belgium, Marc Wilmots mengumumkan bahawa Origi akan menjadi sebahagian daripada skuad 23 orang yang mewakili Belgium pada Piala Dunia FIFA 2014.

Pada 17 Jun, Origi datang sebagai pemain pengganti kepada Romelu Lukaku pada minit ke-58 dari perlawanan pembukaan Kumpulan H menentang Algeria di Belo Horizonte. Pada perlawanan kedua di Belgium, beliau sekali lagi masuk sebagai pemain pengganti untuk Lukaku dan menjaringkan gol antarabangsa senior pertamanya pada minit ke-88 dengan kemenangan 1-0 ke atas Rusia. Jaringan tersebut melayakkan pasukan kebangsaan Belgium mara ke peringkat kalah mati.Dengan berbuat demikian, pada 19 tahun, 2 bulan dan 4 hari, Origi menjadi penjaring gol termuda kejohanan (sehingga pemain sayap Amerika, Julian Green menjaringkan gol menentang Belgium semasa pusingan 16 perlawanan), penjaring gol termuda dalam sejarah Piala Dunia Belgium, dan pemain pertama asal Kenya yang menjaringkan gol di perlawanan akhir kejohanan Piala Dunia. Untuk persembahannya, beliau dinobatkan sebagai anugerah Bakat Muda dari Olahragawan Terbaik Tahun 2014.

Origi pernah menjaringkan gol dalam kempen kelayakan UEFA Euro 2016 dengan kemenangan 6-0 ke atas Andorra pada 10 Oktober 2014. Beliau dimasukkan dalam skuad untuk kejohanan terakhir tetapi terlepas beraksi dalam kejohanan Piala Dunia FIFA 2018.