I risultati della finale nazionale e dei test svolti nel corso dei vari stage di preparazione vengono utilizzati per selezionare sei studenti che vanno a comporre la nazionale italiana che partecipa ogni anno alle Olimpiadi Internazionali di Matematica (IMO). Esse si svolgono ogni anno in un paese diverso e vedono la partecipazione di oltre 100 nazioni. Sei studenti per ogni nazione si sfidano in due giorni su sei difficilissimi problemi dimostrativi. I migliori vengono premiati con medaglie d’oro, argento e bronzo in base a fasce della classifica. Molti dei partecipanti diventano poi matematici di professione, alcuni tra i migliori al mondo, come Grigory Margulis, Jean-Christophe Yoccoz, Laurent Lafforgue, Stanislav Smirnov, Terence Tao, Sucharit Sarkar, Grigori Perelman, Ngô Bảo Châu, Maryam Mirzakhani.
La classifica per nazioni è un’altra occasione di confronto.
Inoltre, ogni anno si svolgono anche altre gare internazionali a cui l’Italia partecipa: i Romanian Masters of Mathematics (RMM), la Balkan Mathematical Olympiad (BMO), e la European Girls’ Mathematical Olympiad (EGMO), quest’ultima nata nel 2012 con lo scopo di far interessare più ragazze alla matematica e ridurre il gender gap. L’Italia ha ospitato a Firenze l’edizione del 2018 di questa gara.