Nycke Groot absolvierte 150 Länderspiele für die Niederlande, in denen sie 450 Treffer erzielte. Mit der niederländischen Auswahl nahm sie an den Europameisterschaften 2010 und der Weltmeisterschaft 2013 teil. Weiterhin nahm sie an den Olympischen Spielen 2016 in Rio de Janeiro teil. Bei der Europameisterschaft 2016 gewann sie die Silbermedaille und wurde in das All-Star-Team sowie zum MVP gewählt. Groot gewann bei der Weltmeisterschaft 2017 und bei der Europameisterschaft 2018 jeweils die Bronzemedaille. Mit der niederländischen Auswahl nahm sie zum Abschluss ihrer Karriere an den Olympischen Spielen in Tokio teil.