Quang Hải nổi lên từ U19 châu Á với chiến tích cùng U19 Việt Nam dự U20 World Cup 2017 và thi đấu xuất sắc ở CLB Hà Nội để rồi anh nhận được cơ hội ở U23 châu Á một cách xứng đáng. Ở Thường Châu giá rét, Quang Hải ghi những bàn thắng "vàng" để giúp U23 Việt Nam giành ngôi á quân tại giải và mở đầu cho một năm đại thành công của bóng đá Việt Nam. 

Bước vào giải đấu U23 châu Á ở Trung Quốc, giống như mọi giải đấu tầm cỡ châu lục khác, mục tiêu của thầy trò HLV Park Hang Seo và người hâm mộ cả nước nghĩ tới không gì cao hơn ngoài việc vượt qua vòng bảng chứ không hề nghĩ đến một vị trí cao ở giải. Thế nhưng từ đây, lịch sử bóng đá Việt Nam đã sang một trang mới, đầy tự hào và thành công. 

Ở trận đấu đầu tiên gặp U23 Hàn Quốc, trước một đối thủ mạnh và là ứng của viên hàng đầu cho chức vô địch, Nguyễn Quang Hải - cầu thủ nhỏ con của U23 Việt Nam đã tạo ra một bât ngờ lớn khi ghi bàn mở tỷ số vào lưới đội bóng này để tạo ra thế trận cân bằng cho trận đấu. Ở trận đấu đó, thầy trò HLV Park chỉ chịu thất bại do thua đối thủ ở thể hình và tranh chấp bóng bổng. Sang trận thứ hai ở vòng bảng gặp đối thủ Australia cũng chính cầu thủ 21 tuổi dưới trướng ông thầy người Hàn Quốc là người ghi bàn duy nhất để đem vê chiến thắng đầu tiên cho U23 Việt Nam ở sân chơi châu lục này. 

Tiến đến bán kết, khi thầy trò HLV Park Hang Seo đã đi vào lịch sử và tạo ra bất ngờ ở giải đấu, tham vọng của ĐT Việt Nam càng dâng lên cao hơn nữa. Ở trận đấu với U23 Qatar, U23 Việt Nam đã chơi một thế trận cởi mở dù phải nhận bàn thua sớm. Cuộc rượt đuổi tỷ số gay cấn được hai đội duy trì đến giây cuối cùng của trận đấu khi phút 69, Quang Hải ghi bàn cận thành đẹp mắt để buộc đối thủ phải dồn lên tìm bàn thắng kết thúc trận đấu sớm. Phút 87, Almoez Ali ghi một bàn thắng khá may mắn nhờ sự lộn xộn trong khung thành của U23 Việt Nam nhưng chỉ đúng 1 phút sau, học trò sinh năm 1997 của HLV Park Hang Seo đã có câu trả lời bằng bàn thắng đẹp mắt và không cho thủ thành đối phương bất kỳ cơ hội nào. 

Vai trò của Quang Hải được thể hiện rõ nhất ở trận chung kết với Uzbekistan khi anh vẽ lên một "cầu vồng" trên tuyết trắng đem về bàn gỡ hòa ở những phút cuối hiệp một đem về hi vọng cho ĐT Việt Nam. Dù U23 Việt Nam không giành được ngôi vô địch vào giây cuối hiệp phụ và Quang Hải không nhận được giải thưởng chính thức cho cầu thủ xuất sắc nhất giải đấu nhưng với màn trình diễn ấn tượng, anh xứng đáng trở thành nhà vô địch trong lòng người hâm mộ. 

Ở ASIAD 2018, vai trò của Quang Hải không lớn như ở U23 châu Á nhưng anh vẫn đóng góp những màn trình diễn ấn tượng cho Olympic Việt Nam. Ở trận đấu cuối cùng tại vòng bảng, Quang Hải đã ghi bàn thắng duy nhất vào lưới Olympic Nhật Bản để giành chiến thắng trước đội bóng này và giành ngôi nhất bảng. Đáng tiếc ở giải đấu này, tình huống sút luân lưu trong trận tranh giải ba không thành công của anh là một phần nguyên nhân khiến thầy trò HLV Park Hang Seo không thể nhận được huy chương ở giải đấu này. 

Đến AFF Cup 2018, giá trị của Quang Hải mới được bung tỏa thực sự, không phải là người ghi bàn nhiều nhất cho ĐT Việt Nam, cũng không phải là người kiến tạo nhiều nhất nhưng giá trị của anh là không thể thay thế. Mỗi khi có mặt trên sân, cầu thủ 21 tuổi này luôn là "cục nam châm" thu hút sự chú ý của hàng phòng ngự đối phương. Có thể nói, Quang Hải là cầu thủ bị phạm lỗi nhiều nhất ở ĐT Việt Nam. Kết thúc giải đấu với chức vô địch, Quang Hải cũng đồng thời nhận giải Cầu thủ xuất sắc nhất giải đấu một cách đầy xứng đáng. 

Với những đóng góp của mình cho các cấp độ ĐTQG, Quang Hải nhận giải thưởng Quả bóng vàng Việt Nam 2018 và lọt vào top 3 đề cử nam VĐV nam xuất sắc nhất tại Cup chiến thắng 2019 - giải thưởng được coi là "Oscar" của thể thao nước nhà.