A következő idénytől a török Trabzonsport erősítő futballista 2006-ban mutatkozott be a nigériai felnőttválogatottban. A közösségi oldalán kiemelte, első nagy tornája épp a 2006-os egyiptomi Afrika-kupa volt, míg az utolsónak, idén ugyancsak Egyiptom adott otthont. A most zajló kontinenstornán Nigéria bronzérmet szerzett.
Obi Mikel csaknem kilencven mérkőzésen lépett pályára hazája nemzeti csapatában. A 2010-es világbajnokságot sérülés miatt kihagyta, a 2014-es és a 2018-as tornán egyaránt alapembernek számított. Címeres mezben öt Afrika-kupán vett részt, a 2013-as viadalon aranyérmes lett a nigériai együttessel.