Deroin lief anfangs für die französische Jugend- und Juniorinnen-Nationalmannschaft auf. 2005 errang sie bei der Jugend-Europameisterschaft die Bronzemedaille. Am 14. Oktober 2008 gab die Linkshänderin ihr Debüt in der französischen Nationalmannschaft. Bei der WM 2009 sowie WM 2011 gewann sie die Silbermedaille. Weiterhin nahm sie an den Olympischen Spielen in London sowie an der WM 2013 in Serbien teil.