Ο Τρεζεγκέ πέτυχε συνολικά 34 τέρματα σε 71 εμφανίσεις με την Εθνική Γαλλίας το διάστημα μεταξύ 1998 και 2008, ενώ εκπροσώπησε επίσης την Γαλλία στις ηλικιακές κατηγορίες U-18, U-20 και U-21. Ο Τρεζεγκέ εκπροσώπησε την Γαλλία στο Παγκόσμιο Πρωτάθλημα Νέων του 1997, στο Παγκόσμιο Κύπελλο του 1998, στο Ευρωπαϊκό Πρωτάθλημα του 2000, στο Παγκόσμιο Κύπελλο του 2002, στο Ευρωπαϊκό Πρωτάθλημα του 2004 και στο Παγκόσμιο Κύπελλο του 2006. Παρά το γεγονός πως η Γαλλία κατέκτησε το Παγκόσμιο Κύπελλο του 1998, ενώ σε αυτό του 2006 τερμάτισε φιναλίστ, ο Τρεζεγκέ είναι, κατά πολλούς, πιο γνωστός για το χρυσό γκολ που πέτυχε στον τελικό του Ευρωπαϊκού Πρωταθλήματος τοο 2000 απέναντι στην Ιταλία, το οποίο έδωσε στην Γαλλία την νίκη με σκορ 2–1 στην παράταση.