Holmgren gjorde landslagsdebut för Sveriges landslag som 19-åring, 1998. Totalt spelade hon 135 landskamper fram till 2009. Hon är Stor tjej. Hon deltog vid EM 2004 i Ungern, EM 2006 på hemmaplan och OS 2008 i Peking. Hon var också med vid EM 2008 i Makedonien och VM 2009 i Kina. Inför EM 2010 bestämde hon sig för att sluta med handboll.