Onana debutoval v národnom tíme 6. septembra 2016 v prípravnom stretnutí proti Gabonu (2:1). Za africký tím nastúpil na 34 zápasov. Posledný si pripísal v skupinovej fáze záverečného šampionátu v Katare proti Švajčiarsku.

"Pamätám si, ako som s celou rodinou sledoval zápasy kamerunskej reprezentácie. Len Kamerunčania môžu pochopiť, čo znamená sledovať hru "neskrotných levov". Vtedy som začal snívať o tom, že raz budem nosiť reprezentačný dres. Teraz, po nekonečných hodinách tréningu, nekonečnom cestovaní a veľkej vytrvalosti môžem hrdo povedať, že som si splnil svoj veľký sen," uviedol Onana a na sociálnej sieti.

"Každý príbeh, nech je akokoľvek krásny, má svoj koniec. Môj príbeh s kamerunským národným tímom sa skončil. Hráči prichádzajú a odchádzajú. Kamerun má prednosť pred každým hráčom či osobou. Môžem len poďakovať všetkým, ktorí mi verili," dodal kmeňový strážca svätyne milánskeho Interu. 

V provm dueli katarského turnaja stál medzi tromi žrďami proti Švajčiarom, ale ani on nezabránil prehre 0:1. Po súboji mal konflikt s kormidelníkom Songom pre štýl chytania. Následne odletel predčasne domov.