Tại AFF Suzuki Cup 2016, Trần Nguyên Mạnh chính là thủ môn số một của ĐT Việt Nam. Tuy nhiên, trận bán kết lượt về năm đó gặp ĐT Indonesia lại không phải là kỷ niệm đáng nhớ dành cho thủ thành gốc Nghệ An.
Phút 76 của trận đấu này, khi tỷ số đang là 1-0 nghiêng về phía ĐT Indonesia, Nguyên Mạnh bị truất quyền thi đấu sau pha bóng không đẹp với Bayu Pradana. Do ĐT Việt Nam đã hết quyền thay người, nên người đồng hương của anh là Quế Ngọc Hải phải bất đắc dĩ đứng trong khung gỗ.
Mặc dù trong thời gian còn lại, ĐT Việt Nam bất ngờ ghi liên tiếp hai bàn thắng để dẫn ngược 2-1 và kéo trận đấu bước vào hiệp phụ, song sự thua thiệt về mặt quân số đã không thể giúp đoàn quân HLV Toshiya Miura giữ sạch mảnh lưới trong 30 phút tiếp theo và chấp nhận bị loại.
Với Nguyên Mạnh, sau giải đấu này, anh không còn lên ĐT Việt Nam. Tuy nhiên, nhờ màn trình diễn ấn tượng tại V.League trong những năm qua, anh đã được HLV Park Hang-seo trao cơ hội trở lại đội tuyển. Đáng nói hơn, Nguyên Mạnh đã bắt chính cho Việt Nam ở hai trận đầu tiên tại AFF Cup 2020 và không loại trừ khả năng, anh sẽ tiếp tục được tin dùng ở trận gặp Indonesia.