Lewandowski membuat tiga pemunculan untuk pasukan bawah-21 Poland dalam perlawanan persahabatan menentang England, Belarus dan Finland. Dalam debut Lewandowski untuk pasukan senior pada 10 September 2008, tiga minggu selepas hari lahirnya ke-20 menentang San Marino di mana beliau sebagai pemain gantian dan menjaringkan satu gol.[62][63]

Bermain di Warsaw dalam perlawanan pembukaan kejohanan UEFA Euro 2012 menentang Greece di mana Lewandowski menjaringkan gol dengan menerima hantaran dari Jakub Błaszczykowski dan menjadi Pemain Terbaik Perlawanan.[64] Beliau bermain tiga perlawanan untuk Poland dalam peringkat kumpulan dalam kejohanan itu, namun Poland tersingkir selepas tewas kepada Republik Czech, Poland sekadar mengutip dua mata.[65][66]

Lewandowski menjaringkan dua gol dalam perlawanan kelayakan Piala Dunia 2014 menentang San Marino. Kedua-dua gol Lewandowski ialah penalti. Dalam kempen seterusnya pada 6 September, Lewandowski menjaringkan gol menentang Montenegro 1-1.[67]

Pada 7 September 2014, dalam perlawanan pertama Poland dalam kelayakan Euro 2016, Lewandowski menjaringkan gol hat-trick buat pasukan kebangsaan buat pertama kalinya ketika menentang Gibraltar[68]