Løke și-a făcut debutul în naționala Norvegiei pe 7 aprilie 2006, împotriva Ungariei, și, până pe 12 august 2012, a jucat 101 de meciuri în care a înscris 342 goluri. Ea a făcut parte din echipa Norvegiei care a câștigat medaliile de aur la Campionatul European de Handbal Feminin din 2008 din Macedonia. Løke mai deține o medalie de bronz cu Norvegia la Campionatul Mondial din 2009 de la Beijing. La Campionatul European din 2010 a câștigat medalia de aur cu Norvegia și a fost selectată în echipa "All-star team" ca cel mai bun pivot al competiției. Anul următor, la Campionatul Mondial din Brazilia, Heidi a repetat performanța, câștigând atât medalia de aur cât și un loc în "All-Star team".