Yi, bersama dengan mantan pemain NBA Sun Yue, adalah anggota tim nasional China yang bermain di Kejuaraan FIBA Asia 2009 dan Kejuaraan FIBA Asia 2011. Yi dinobatkan sebagai pemain paling berharga di Kejuaraan FIBA Asia 2011, dengan rata-rata 16,6 poin dan 10,8 rebound per pertandingan. Yi juga bermain untuk tim nasional China selama Olimpiade Musim Panas 2012, peringkat pertama di rebound per game dengan 10,2 per game dan peringkat kedua di blok dengan 2,2 per game. Dia juga bermain di Olimpiade Musim Panas 2016
Aku tahu. Selama Piala Dunia Basket FIBA 2019. Yi masih menjadi pemimpin di tim nasional China, dengan rata-rata 17,8 poin, 7,8 rebound, 1,2 assist. Dalam pertandingan melawan Nigeria, ia memainkan penampilan terbaik tim nasional dalam beberapa tahun terakhir. Yi mendapat 27 poin dan efisiensi Player adalah 26.