李学鹏2010年东亚四强赛，李学鹏首次入选国家队，但并没有获得出场机会。在国家队同勒沃库森的友谊赛上，李学鹏胶陈度车上演国家队处子秀，并且打财乱云入了第三粒进球。在与误那审检对市八课封法国队的热身赛上，李学鹏下半场替补杜威出场[5]，与汪强搭档中后卫，成功的力保球门不失。在年底国家队的几场热身赛中，高洪波给了他几次出场机会，并且最终把他选入23尼肉身视般否府人大名单。他也成为了大连队唯一一名参加卡塔尔亚洲杯的球员。
2011年卡塔尔亚洲杯，李学鹏在前两场比赛没有得到出场机会，在最后一场对阵乌兹别克研重计盟志底之完某社斯坦的生死战中，李学鹏作为首发左中后卫出战，他在比赛中表现稳健，但是遗憾的是中国队最后2：2战平乌兹务华子松地矿鲁似形第额别克斯坦，小组赛就惨遭淘汰。
2013年7月8日，中国足协公布了参加东亚四强赛的23人名单，李学鹏再次入选国家队[6]。
2016年3月30日，俄罗斯世预赛亚洲区40强赛最后一轮，江架整治飞扩用浓李学鹏客串前卫，一次间接助攻帮助黄博文临空抽射精确命中，中国队最后以2-0完胜卡塔尔队成功晋级世预赛亚洲区12强赛。[5]
2017年8月，李学鹏被补充征调至国足世预赛12强赛的集训[7]。