Dopo varie presenze con le selezioni giovanili francesi, Serin partecipò con l'under-20 alle edizioni 2013 e 2014 del mondiale; nelle stesse annate disputò anche il Sei Nazioni di categoria. Nel gennaio 2016 il nuovo commissario tecnico della Guy Novès lo chiamò, in sostituzione dell'infortunato Morgan Parra, per uno stage preparatorio al Sei Nazioni 2016, ma poi non fu mai incluso nella lista dei convocati durante lo svolgimento del torneo. Il suo esordio internazionale avvenne nella prima partita con l' del tour estivo del 2016 dei transalpini; successivamente giocò anche tutte le amichevoli di novembre. Fu il mediano di mischia titolare della Francia per tutto il Sei Nazioni 2017 e poi scese in campo sia negli incontri della tournée di giugno sia nei "test-matches" di fine anno. Nonostante lo scarso impiego nel Sei Nazioni 2018, torneo dove ottenne un'unica presenza contro la , il nuovo allenatore della nazionale francese Jacques Brunel lo utilizzò in tutte le amichevoli di giugno contro la . Nella finestra internazionale del novembre 2018 fu titolare in tutte le sfide. Prese parte anche al Sei Nazioni 2019, nel quale subentrò dalla panchina in quattro delle cinque giornate. Nel settembre 2019 fu annunciata la sua inclusione tra i convocati della Nazionale francese per la . Durante il mondiale scese in campo in tre partite, tra cui il quarto di finale perso contro il , segnando una meta. L'anno seguente, il nuovo commissario tecnico dei "Bleus" Fabien Galthié lo convocò per il Sei Nazioni 2020, torneo durante il quale entrò dalla panchina in quattro incontri. Nella stessa stagione, vestì per la prima volta i gradi di capitano della selezione francese nella sfida contro l', valida per l'Autumn Nations Cup.