La mobilité est obligatoire durant le cursus (minimum exigé 3 mois en formation initiale) soit sous forme de stage en entreprise, en laboratoire de recherche ou en période d'études dans le cadre de partenariats.

Polytech Lille entretient des liens privilégiés avec plus d'une cinquantaine d'universités, centres de recherche et laboratoires scientifiques à travers le monde.
L'Ecole participe notamment à des programmes d'échange tels que Erasmus + pour l'Europe, BCI pour le Canada, ARFITEC pour l'Argentine, MEXFITEC pour le Mexique et BRAFITEC pour le Brésil. Elle a également établi des partenariats bilatéraux avec des universités d'Asie ou d'Amérique latine. L'enseignement de deux langues étrangères -anglais avec certification obligatoire et allemand ou espagnol)  fait partie intégrante du programme d'études avec possibilité de s'initier au portugais ou au japonais en vue d'une mobilité.

Chaque année, Polytech Lille accueille 15 % d'étudiants étrangers.